发现在“超级超新星”爆炸中死亡的第一代恒星的证据
【菜科解读】
发现在“超级超新星”爆炸中死亡的第一代恒星的证据
（神秘的地球uux.cn）据cnBeta：天文学家可能已经发现了第一批照亮宇宙的恒星的古老化学遗迹。
研究人员通过对美国国家科学基金会NOIR实验室操作的夏威夷8.1米双子座北方望远镜观测到的一个遥远的类星体进行创新分析发现了一种不寻常的元素比例，在他们看来，这些元素只可能来自一颗300太阳质量的第一代恒星的全面爆炸产生的碎片。
最早的恒星很可能是在宇宙还不到1亿年的时候形成，或者说还不到现在年龄的百分之一。
这些早期的恒星被称为第三群，是如此巨大，以至于当它们作为超新星死亡时将自己撕碎并在星际空间中散布一种独特的重元素混合物。
然而，尽管天文学家们经过多年的仔细调查，直到现在还没有任何关于这些古老恒星的确凿证据。
天文学家们现在相信，在使用双子座北方望远镜研究了最遥远的已知类星体之一之后，他们已经发现了第一代恒星的爆炸残留物。
他们通过使用一种创新的方法来确定类星体周围的云层中所包含的化学元素，最终发现了一种非常不寻常的成分--跟在我们的太阳中看到的这些元素的比例相比，该材料所包含的铁比镁多近9倍。
科学家们认为，对这一引人注目的特征最可能的解释是，这些物质是由第一代恒星留下的，它作为一对不稳定的超新星爆炸。
这些非常强大的超新星爆炸版本从未被目睹过，但被认为是质量为太阳150至250倍的巨大恒星的生命终结。
当恒星中心的光子自发地变成电子和正电子--跟电子相对应的带正电的反物质--时，对不稳定超新星爆炸就会发生。
这种转换降低了恒星内部的辐射压力\使引力得以克服并引发了坍缩和随后的爆炸。
跟其他超新星不同，这些戏剧性的事件没有留下任何恒星残骸如中子星或黑洞，而是将其所有物质喷射到周围环境中。
只有两种方法可以找到它们的证据。
第一种是在发生时抓住一对不稳定的超新星，这是一种极不可能发生的情况；另一种方法是从它们喷射到星际空间的物质中找出它们的化学特征。
天文学家们在他们的研究中研究了8.1米的双子座北方望远镜使用双子座近红外光谱仪(GNIRS)进行的先前观测结果。
光谱仪将天体发出的光分成不同的波长，这些波长带有关于天体所含元素的信息。
双子座是为数不多的具有合适设备的望远镜之一，可以进行这样的观测。
然而推断每一种元素的数量是一项棘手的工作，因为光谱中一条线的亮度除了取决于元素的丰度外还取决于许多其他因素。
该分析的两位共同作者，来自东京大学的Yuzuru Yoshii和Hiroaki Sameshima通过开发一种利用类星体光谱中的波长强度来估计那里存在的元素的丰度的方法解决了这个问题。
正是通过使用这种方法来分析类星体的光谱，他们及其同事发现了明显的低镁铁比。
“对我来说，很明显，这颗超新星的候选者将是一颗III类星的对不稳定超新星，在这种情况下，整个恒星爆炸而不留下任何残余物。
我很高兴也有些惊讶地发现，一颗质量约为太阳300倍的恒星的对不稳定超新星提供了一个镁与铁的比率，与我们为类星体得出的低值一致，”Yoshii说道。
之前在银河系光环中的恒星中已经进行了对前一代高质量III类星的化学证据的搜索并且至少在2014年提出了一个初步的鉴定。
然而，Yoshii和他的同事们认为，根据这个类星体中呈现的极低的镁铁丰度比，新结果提供了一个最清晰的对不稳定超新星的标志。
如果这确实是最早的恒星之一和一对不稳定超新星的残骸的证据，那么这一发现将有助于填补我们对宇宙中的物质如何演化成今天的样子。
为了更彻底地检验这一解释，还需要进行更多的观测以了解其他天体是否具有类似的特征。
但我们可能也能在离家更近的地方找到这些化学特征。
尽管高质量的第三类恒星在很久以前就已经灭绝了，但它们在喷出的物质中留下的化学指纹可以持续更长的时间并可能至今仍在徘徊。
这意味着天文学家可能会发现，已经消失很久的恒星的对不稳定超新星爆炸的特征仍印在我们本地宇宙的物体上。
论文共同作者、圣母大学的天文学家Timothy Beers说道：“我们现在知道要寻找什么了；我们有一个途径。
如果这发生在非常早期的宇宙中，它应该已经发生了，那么我们将期望找到它的证据。
”
恒星一定比行星重吗？一颗行星，打破你的刻板印象
我们不会想到，在这样一颗低质量恒星周围会存在一颗如此沉重的行星"。
图为一颗大质量行星围绕一颗小质量恒星运行图片宾夕法尼亚州立大学）天文学家发现了一颗巨大的太阳系外行星，或称 "系外行星"，它围绕一颗超冷矮星运行，而这颗矮星太小了，根本无法承载这样一个世界，这对科学家们关于行星和行星系统如何诞生的模型提出了挑战。
这颗被命名为LHS 3154 b的行星的质量是地球的13倍，这意味着它的质量与太阳系冰巨海王星相似，但它却紧紧地围绕着一颗质量比太阳小9倍的小矮星运行。
这意味着这个类似海王星的世界与其母恒星--位于大约51光年之外的LHS 3154--之间的质量比是地球与太阳之间质量比的100倍，研究人员认为这不可能发生。
这是第一次在宇宙中较小的恒星周围发现质量如此大的行星。
"这项研究的合著者、宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学维恩-威拉曼（Verne M. Willaman）教授苏夫拉特-马哈德万（Suvrath Mahadevan）在一份声明中说："这一发现让我们真正认识到，我们对宇宙的了解是多么肤浅。
"我们不会想到，在这样一颗低质量恒星周围会存在一颗这么重的行星"。
挑战恒星和行星的诞生过程恒星是由大量的气体和尘埃云积聚成密度过高的斑块而形成的，这些斑块不断增大，最终在自身引力的作用下坍塌。
这样，一颗幼年恒星就被称为 "原行星盘 "的残留物质所包围。
顾名思义，科学家认为行星最终就是从这个残留物质盘中诞生的。
恒星形成过程中遗留的物质数量为这些潜在行星的大小设定了限制。
研究小组确定，LHS 3154 b 的行星内核非常重，因此它所来自的行星形成盘必须拥有大量的固体物质。
宾夕法尼亚州立大学天文学研究生梅根-德拉默（Megan Delamer）解释说，简而言之，它必须拥有比当前模型预测的更多的物质。
因此，发现这颗特殊系外行星后，人们也提出了关于恒星形成的问题。
这是因为LHS 3154最初的原行星盘中尘埃与质量的比率和尘埃与气体的比率必须比预测值高出10倍，才能诞生像LHS 3154 b这样大质量的海王星般的世界。
马哈德万解释说："低质量恒星LHS 3154周围的行星形成盘，预计不会有足够的固体质量来形成这颗行星。
"但它就在那里，所以现在我们需要重新审视我们对行星和恒星如何形成的理解。
"左）地球-太阳系统（右）新发现的系外行星 LHS 3154 b 及其恒星系统（图片宾夕法尼亚州立大学）宜居带行星探测器超出预期马哈德万及其同事利用德克萨斯州麦克唐纳天文台霍比-埃伯利望远镜的天文摄谱仪--宜居带行星探测器（HPF）探测到了系外行星LHS 3154 b。
HPF的设计目的是在系外行星围绕银河系中一些最冷的恒星运行时探测它们。
实际上，马哈德万和一个团队一起协助建造了这台仪器，其重点是那些离恒星既不太近也不太远的行星，因为它们无法承载液态水，而液态水是生命的一个关键条件。
这些行星位于恒星周围所谓的宜居带。
这类行星不容易被发现，部分原因是冷恒星的宜居带比太阳系的宜居带更靠近这些恒星。
这意味着，这些行星经常被其相对较小的母恒星发出的光线所遮挡。
此外，预计这些行星本身也很小，因此更难被探测到。
想想看，恒星就像是一堆篝火。
火越冷，你就越需要靠近火堆取暖。
马哈德万说，行星也是如此。
如果恒星更冷，那么行星就需要离恒星更近，这样它才会足够温暖，能够承载液态水。
#p#分页标题#e#"如果一颗行星与其超冷恒星的轨道足够接近，恒星光谱或光线的颜色在受到轨道行星牵引时发生了非常微妙的变化，我们就可以通过观测这种变化，来探测这颗行星。
- 10颗最像地球的系外行星- 两颗可能适合居住的类地行星环绕着宇宙后院的一颗恒星运行- 在附近恒星的宜居带发现两颗 "超级地球 "系外行星探测LHS 3154 b对HPF来说非常重要，因为它显示了该仪器具备提供重要系外行星结果的潜力。
团队成员、普林斯顿大学NASA萨根天体物理学研究员表示，这一结果超出了对该仪器的所有预期。
"我们的发现为所有现有的行星形成理论提供了一个极端的测试案例，"Mahadevan 总结道，"这正是我们建造HPF的目的，发现银河系中最常见的恒星是如何形成行星的，并找到这些行星。
银河系的中心如此明亮？那里藏着什么？
一起，你会发现银河系的中心非常亮堂。
那里有超级天体吗？科学家给出了一个意想不到的答案。
为什么银河系的中心如此亮堂？那里藏着什么？ “运动是肯定的，静止是相对的”是人类在物理学中提出的物理运动状况的概述。
这个理论也适用于世界。
世界中的天体一向在运动，因为它们围绕着更大的天体旋转，这是因为天体的引力比它们自身大。
为什么银河系的中心如此亮堂？那里藏着什么？ 这种现象在世界中很普遍，特别是以咱们的太阳系为典型比如。
太阳系中的八颗行星都围绕着中心天体太阳运动，因为太阳的引力如此之大，以至于每颗行星都牢牢地固定在自己的轨道上，不能违背。
但是，太阳的一切引力都是因为它巨大的体积和质量。
依据科学家的研讨，太阳的质量占太阳系总质量的98.83%。
为什么银河系的中心如此亮堂？那里藏着什么？ 太阳系外有很多的恒星体系，其间大部分是像太阳系一样的单恒星体系，即以恒星为中心。
当然，有两个恒星体系和三个恒星体系，其间离地球最近的恒星体系是三星体系，菜叶说说，科学家称之为“附近星系”。
为什么银河系的中心如此亮堂？那里藏着什么？ 太阳系、附近星系和其他星系实际上坐落银河系的边际，那里的恒星密度不高，所以咱们在地球上看到的夜空总是以黑色为背景。
银河系的中心是一片亮堂，如果太阳系坐落银河系的中心，那么地球上的夜晚就会像白天一样。
为什么银河系的中心如此亮堂？那里藏着什么？ 那么，为什么银河系的中心如此亮堂，它的周围如此暗淡？事实上，科学家们在发现银河系时就发现了这个问题，但是当时的技能还不够先进，无法对这个问题进行进一步的研讨。
既然天文科学技能已经发展到相对较 高的水平，科学家天然不会错失这样的时机。
为什么银河系的中心如此亮堂？那里藏着什么？ 通过科学家很多的观察和研讨，咱们发现银河系中心如此亮堂的原因是有很多的恒星。
依据科学家的估计，大约90%的恒星会集在银河系的中心，大约在20万光年之内。
在太阳系中，一个太阳足以照亮整个星系。
当数百万、数千万乃至上亿个恒星体系集合在银河系中心时，亮度是可以幻想的。
为什么银河系的中心如此亮堂？那里藏着什么？此外，科学家还以为银河系中心有一个超大质量黑洞，并将其命名为“人马座A”。
有些人可能会质疑黑洞是否能吸收光。
为什么银河中心的亮度依然这么高？ 为什么银河系的中心如此亮堂？那里藏着什么？ 起初，科学家们也对这些问题感到困惑，但在观察到恒星被吞噬后，他们终于理解了原因。
事实证明，当被射手座甲吞噬时，恒星会宣布更强的光度。
射手座甲作为银河系中最大的黑洞，会吞噬一向呈现在其地平线上的恒星，所以会宣布安稳的光流。
为什么银河系的中心如此亮堂？那里藏着什么？ 正是因为以上两个主要原因，咱们可以看到银河系的中心如此亮堂。
但是，咱们的太阳系简直坐落银河系的边际，射手座还没有发展到足以吞噬太阳系的程度。
或许将来会达到这个水平？或许到那时人类将不复存在。
为什么银河系的中心如此亮堂？那里藏着什么？
