韦伯望远镜助我国科学家发现宇宙第一代恒星,它们是形成的?

作者:小菜 更新时间:2025-04-20 点击数:
简介:大家都知道太阳已经有50亿年的历史,但是宇宙已经有138亿年,所以在太阳诞生之前,宇宙就已经演变了88亿年。

实际上天文学家认为最早在宇宙诞生5,000万到1亿年后,第一代恒星就出现了。

那么我们能看到宇宙中诞生的第一批恒星吗?这当然是可以的!据《科技日报》7月31日报道:中国科学院大学的一个天文学研究团队基于詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)近红

【菜科解读】

大家都知道太阳已经有50亿年的历史,但是宇宙已经有138亿年,所以在太阳诞生之前,宇宙就已经演变了88亿年。

实际上天文学家认为最早在宇宙诞生5,000万到1亿年后,第一代恒星就出现了。

韦伯望远镜助我国科学家发现宇宙第一代恒星,它们是如何形成的?

那么我们能看到宇宙中诞生的第一批恒星吗?这当然是可以的!据《科技日报》7月31日报道:中国科学院大学的一个天文学研究团队基于詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)近红外光谱仪采集的数据,分析出了一个132亿年前的高红移星系的星族与星际介质的物理性质。

并且认为该星系中应该存在宇宙诞生后的第一代恒星天体。

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现代宇宙学理论认为宇宙是发生在138亿年前的大爆炸中诞生的,之后也经过了1~2亿年,宇宙中的第一代恒星开始发出宇宙中最早的光辉,点亮了宇宙的星火。

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不过宇宙中诞生的首批恒星大多数都是大质量恒星,质量在太阳的10倍以上,其星体活动剧烈,内部能通过核聚变迅速制造各种重元素,特别是大量的金属元素,但是这类大质量星体的主序星阶段都很短暂,大多数都不超过1亿年,多数在几百是几千万年,其中的一部分会通过超新星爆发瞬间产生铁以及比铁更重的元素,但也有一些会形成黑洞。

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但是要找到宇宙诞生后的首批恒星实在太难了,因为这些古老的恒星有可能被一些中性气体云包裹着,但富含首批恒星的古老星系则更容易被发现。

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中国科学院大学的研究团队就是利用了目前全球最先进的光学空间望远镜,美国航空航天局、欧洲航天局和加拿大国家航天局联合研发的红詹姆斯·韦布空间望远镜的观测数据,在遥远的宇宙深空中发现了一个含有强大紫外辐射源的星系,并且认为这些紫外辐射源可能来自该星系中的首批大质量恒星活动。

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在研究中,该团队进行了精细的光致电离模型模拟实验,发现这个星系的光谱等特性与含有早期大质量恒星的假设相符,即该星系包含第一代恒星和早期的后代恒星。

相关研究成果已经在线发表于《天体物理学杂志快报》。

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那么这个星系中是如何出现第一代恒星的呢?一般认为,第一批恒星形成于宇宙初始阶段密度较大的气体云中,在这些以氢和氦为主的气体云中,物质富集的区域中引力也会逐渐增强,而在自身引力的作用下,气体云核心位置的密度会越来越大,压力作用下它会开始坍塌,形成星体的最初形状。

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在坍塌过程中,原子运动速度加快,相互碰撞并转化为热能,使气体云的温度和压力不断升高。

当星体中心的温度达到大约为1000万摄氏度时,氢原子开始发生电离并发生核聚变反应,并释放出巨大的能量,第一代恒星也就由此诞生了。

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恒星内部核聚变产生的能量以辐射的形式向外传播,形成恒星的光和热。

同时,辐射压力与引力也会达到平衡,从而阻止了气体云的进一步坍塌,这使恒星得以稳定存在。

值得一提的是,由于第一批恒星中没有重元素(如氧、碳等),它们的辐射能力相对较弱,因此不能迅速冷却。

这意味着只有更大、更重的团块才能形成恒星。

因此,第一批恒星的平均质量是太阳的10倍左右,有的甚至达到太阳质量的数千倍,只有极少数质量较小的恒星和太阳类似。

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不同质量恒星的存在时间不同,最后形成的星体也不一样,在太阳质量30倍以上的星体,存在时间通常在2,000万年以下,最后会形成黑洞。

在太阳质量8~30倍以下的星体存在时间在3亿年以下,最后会形成中子星;在太阳质量0.8~8倍的星体存的时间在200亿年以下,最后会形成白矮星;在太阳0.8倍以下的则可以存在数百甚至数千亿年,是在宇宙早期形成的这类恒星至今大多数仍然存在。

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因此,中国科学院大学的天文研究团队新发现的高红移星系中存在的第一代恒星,其数量应该也是极少的。

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专栏

恒星与行星

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超正方体存在吗?超正方体画四维空间产物

超正方体又被称为正八胞体,是一种四维空间的凸正多胞体,相当于三维立方体的四维类比,拥有8个立方胞体,是一个4-4边形柱,可以和正十六胞体通过作垂线的方式相互转化,目前在三维空间中,还不能画出完整的四维胞体,但是能够画出施莱格尔和二维投影,来帮助我们更好的理解,下面就跟着小编一起来看看超正方体吧!超正方体存在吗?在负维空间中就曾提到,在数学的几何学中,有着拓扑空间的概念,其中点就是零维,线就是一维,而面就是二维,而体就是三维,四维则是由体组成的超立方体,可以说是三维人类无法想象的,严格的来说在我们的三维世界是不存在的,但是在数学中的四维空间是存在的。

超正方体其实就是凸正多胞体中的正八胞体,是四维空间中立方体的类比,4-4边形柱,有8个立方体胞。

超立方体没有角度概念,但是任何一个顶点达到相邻顶点的距离都是相等的。

这和正六百胞体十分相似。

就像人们能从三维图形在二维的投影,想象出三维空间的形状一样,我们也可以通过四维方体在三维空间的投影,想象四维方体的具体外形。

由此就延伸出了施莱格尔投影的概念。

超正方体怎么画 投影分类施莱格尔投影:其实就是四维图形在三维的投影,通过这一投影,就能看出超正方体有8个胞体,24个面,32条棱和16个顶点。

四维方体并不好想象,所以你可以理解为三维物体是直接投影在视网膜上,但是四维物体是只能先投影成三维,在通过一次投影才能出现在视网膜上。

球极投影:就是将超立方体的每个表面都膨胀一定的时间,就得到了一个超球,而球极投影就是我们置身于超球中所看到的景象。

二维线架正投影:这也是我们最容易画出来的一种超正方体投影,因为这是比三维还低的二维面上的超正方体的正投影,依照图上的相邻的两个角都是45度,一个点一个点的画,还是很简单的。

超正方体的展开图如果还不好理解,我们可以像研究三维图形一样,做出超正方体的展开图,虽然看上去很困难,因为我们怎么也不能想象着八个立方体要这怎么转才能合成一个超正方体,这就好像二维不懂三维图形一样。

超正方体是正八胞体,所以与正十六胞体有着相互的联系,只要将正八胞体每个正方体的中心,作出所在正方体的正方形面垂线,就能得到一个正十六胞体。

结语:虽然超正方体对于三维空间的人很难理解,但是在数学中也是真实存在的,我们要向画出超正方体,只能通过投影的方式,才能在三维中呈现。

水星VS自由人前瞻:两强相遇豪阵对决?水星能否阻击自由人?

两队都阵容豪华星光熠熠,而且近期的状态都非常不错,这场强强对话悬念十足。

自由人是目前联盟状态最好的球队,此前豪取一波8连胜,12胜2负的战绩高居联盟第二,仅次于榜首的阳光。

自由人攻守兼备,场均得到86.1分,高居联盟第三,场均失分只有76.4分,也是联盟第三,场均净胜对手达到9.7分,同样排在联盟第三。

上一场自由人刚刚在客场战胜了卫冕冠军王牌,状态和士气正佳。

自由人阵容豪华,5名首发均为全明星,斯图尔特是球队的头号得分手,场均得到18.6分9.6篮板1.9抢断,三项数据都是队内最高。

约内斯库场均17.6分5.9助攻,是外线神射手。

琼斯场均16.8分8.7篮板,上一场对阵王牌刚刚轰下34分,莱尼场均也有12.1分,老将范德斯洛特此前连续缺阵多场,本场升级为出战成疑。

除了5名首发球员之外,自由人的板凳深度一般,萨顿和菲比奇是为数不多的得分点。

水星本赛季引进了全明星库珀,与格里娜、陶乐西组成了三巨头,加上从神秘人引进了克劳德,球队的实力有明显提升,目前水星以7胜7负的战绩排名联盟第5位,尤其是在内线核心格里娜复出之后,球队的战斗力明显提升。

水星场均得到82.1分,排名联盟第5,不过场均失分高达85.3分,排名联盟倒数第4,防守非常糟糕。

库珀场均得到24分4.6篮板,得分高居联盟第3,场均命中2.8个三分联盟第四。

格里娜在复出后的4场比赛场均得到22分7.8篮板和1.8次盖帽,仍是内线巨无霸角色,此前面对威尔逊、奥古米克都不落下风,状态非常好。

老将陶乐西场均16.7分4.7篮板,克劳德场均10.5分7.5助攻,高居联盟助攻榜第2。

除了这4人之外,康宁汉姆、阿伦、麦克等也具备不错的实力,水星的阵容虽然年龄偏大,不过实力还是非常不错。

本赛季两队有过一次交手,当时水星在客场3分惜败给了自由人,最近的6次交手自由人赢下了其中5场,不过这个交手战绩并没有太大的参考价值,水星本赛季的阵容明显升级。

两队的三分出手数,三分命中数都位居联盟前四,外线的比拼很可能会是本场比赛的胜负手。

当然,格里娜与琼斯的内线对决也非常好看。

水星的主场战绩是5胜2负,远远好于2胜5负的客场战绩,本赛季他们在主场曾战胜过风暴、山猫等多支强队,也曾在客场战胜过王牌,面对强队时的战斗力还是非常不错,此役坐镇主场对阵自由人,水星从心理上并不害怕这个对手。

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Tag: 宇宙大神秘谜案 恒星
               

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