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科海拾贝篇-最初恒星的“灰烬”

“哈勃”太空望远镜最新观测表明,最初恒星形成于大爆炸之后仅仅过去2亿年。因此,从宇宙诞生之时到最初恒星出现的间隔时间与原先理论提出的相比要短得多,但是与Wilkinson微波各向异性探测器获得的数据相吻合。

天文学家测出,在来自非常遥远即最古老类星体的辐射中存在的大量铁,这铁是最初诞生恒星中超新星爆发后残留的“灰烬”。

恒星就像一座巨大的核聚变工厂,它们加工像氢和氦这样较轻的元素(在最初恒星诞生之前只有这样的元素存在于宇宙之中)成为较重的像氮、碳和铁等元素。

现在对星系、恒星乃至最后的行星是什么时候出现在早期宇宙之中仍有很大疑问。天文学家试图弄清楚,在最初的恒星演化中发生了什么,虽然观察的天体如此遥远,它们发出的光抵达地球需要几十亿年,但这些天体能告诉天文学家早期宇宙的各种条件。

2002年10月以沃尔夫拉姆·弗雷乌德林格博士为首的欧洲天体物理学家小组,利用“哈勃”太空望远镜上的红外线分光计NICMOS观测了最遥远的三颗类星体(红移分别为5.82、6.28和5.78),它们发出的光在抵达“哈勃”之前经过了约128亿光年的路程,这说明,这些类星体是在大爆炸之后“工作”了9亿年,获得的光谱证实明显存在大量的铁,因此“哈勃”首次发现了恒星最初生成时产生的元素。

这些类星体是宇宙中最奇异和最强烈的辐射源,根据现有的理论,它们依靠超巨黑洞引力引发的作用过程作为动力,超巨黑洞位于星系中心。

铁是类星体演化状态的极好指示物,铁在大爆炸时不会产生,而是产生在以后特有的恒星作用过程中。这样的恒星应该能顺利地形成,燃烧自己的燃料,并早在我们发现这铁之前就已发生爆炸,恒星演化的这一作用过程至少需要5~8亿年时间。

通过“哈勃”发现的铁是最早期形成的恒星产生的,也就是说恒星是在大爆炸后不久形成的。

在如此早期的宇宙历史中发现铁具有非凡的意义,存在铁和其他较轻元素表明,行星以及行星上生命的主要成分在宇宙历史中很早就已存在,比地球的诞生(46亿年前)要早得多。

这些结果还说明,最初的恒星早在超巨黑洞形成之前就已形成,根据其他的资料,从宇宙诞生到最初类星体开始燃烧的期限远远少于9亿年,因此最初恒星有可能在几亿年内诞生。但是黑洞出现的过程仍是一个不解之谜,显然最初恒星诞生的日期有助于揭开这一谜底。