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据报道,近日,一个国际研究小组,在通过阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜(ALMA),对于遥远宇宙深处进行观测后,一共获取了118个遥远宇宙的远古星系数据,让人意外的是,这些来自于宇宙早期的星系中,竟然存在着大量的尘埃和重元素,这并不符合现有的宇宙演化理论,它们来自哪里?
不应该存在的尘埃和重元素
阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜的观测数据表示,20%的远古星系中,恒星发出的紫外线都被大量的尘埃和重元素所遮蔽,不过,这个现象本不应该存在。
为何这么说呢?我们都知道,现代研究认为,宇宙来自于一场奇点大爆炸,这场爆炸大约发生在138亿年之前,当大爆炸发生后,虽然时间和空间都出现了,但是宇宙中的物质元素却是非常稀缺的,一直到第一代恒星出现后,才不断通过化学反应抛射出多种物质元素,让宇宙渐渐被“填满”。
而科学家们看到的,本不应该存在的尘埃和重元素,也只能通过恒星演化走向死亡后,才可以出现,这也就意味着,至少要等到第一代恒星死亡后,宇宙中才会有有大量的尘埃和重元素存在。
这说明什么呢?说明这些看起来非常古老的,处于遥远宇宙深处的星系,它们至少都是宇宙中的第二代、第三代居民了。
同时,它们的出现也印证了科学家们的猜想:宇宙早期的恒星,在迎来爆发式增长的时候,的确会为宇宙中带来大量的尘埃和重元素,当然,这有一个前提是,宇宙中的第一代恒星,它们必须燃烧得非常快,生命周期是非常短暂的,否则如果一直没有走到生命尾声,自然也就无法为宇宙中“注入能量”了。
第一代恒星是如何出现的?
截止到目前为止,科学家们对于宇宙中第一代恒星的准确诞生时间,还没有最终下结论,因为它们实在是太难观测和研究了。
不过,根据目前的数据理论,如果按照宇宙大爆炸已经发生了138亿年来计算,那么,宇宙中第一代恒星可能在137.5亿年之前,就已经出现了,也就会说,距离宇宙大爆炸仅过去了数千万年的时间。
第一代恒星诞生于氢元素和氦元素组成的气体云团之中,正如同我们上文中提到过的,第一代恒星普遍都是大质量恒星,因为只有这样,它们才可以快速产生新的物质元素,也才可以让后来的诸多不同类型的天体出现。
当然,也有例外,比方说目前已知的最古老恒星,它已经有136亿年的历史了,但是,它仍然没有走到生命的尾声。
第一代恒星担任着“填充”宇宙的使命,所以它们的寿命都是非常短暂的,普遍都仅有数百万年到一亿年左右的时间,要知道,如今地球围绕运行的恒星——太阳,它的寿命可是有100亿年的时间。
最终,第一代恒星走到了生命的尽头,由于它们的质量都非常大,所以,它们纷纷开始了可怕的超新星爆发,大量物质、尘埃、元素等都被纷纷抛进宇宙之中,之后,这些物质重新聚集,于是,新一代恒星又出现了。
银河系中有第一代恒星吗?
答案是肯定的,因为在宇宙中,几乎所有的大星系,都来自于宇宙早期,作为宇宙中的大星系之一,自然银河系也就不例外了。
现代研究认为,宇宙中一开始的星系,是各种矮星系,这些矮星系在彼此碰撞融合中,变成了一个个大星系,银河系也是由此出现的。
所以,包含着宇宙早期密码的矮星系中,自然也就有第一代恒星了。不过,想要在银河系中找到第一代恒星并不容易,因为绝大多数的第一代恒星都已经消失了。
研究认为,想要找到第一代恒星,可能都隐藏在距离我们越来越远的那些红移星系之中,它们也都是宇宙中最早的一批星系。
不过遗憾的是,一直到今天为止,科学家们都不曾在宇宙中找到真正的第一代恒星,即使是我们上文中提到的来自136亿年前的SM 0313,也只是被认为是来自宇宙早期的一颗恒星罢了。
当然,未来科学家们也将继续寻找,比方说哪些金属丰度极低的古老恒星,都是非常有可能是第一代恒星的,期待有一天会真正找到第一代恒星。
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