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相當于300個太陽,天文學家在131億光年外,看到了宇宙第一批恒星

發布時間:2025-10-26閱讀(3)

138億年前,奇點的平衡被某種未知的原因打破,發生了巨大的爆炸,時間與空間由此誕生,同時帶來的還有如今宇宙中所有的物質。


爆炸之初,物質只能以電子光子和中微子等基本粒子的形態存在,50萬年后,熾熱的輻射逐漸冷卻下來,背景溫度下降到3000攝氏度左右,這時中性原子不再被電離,引力開始發揮它的主導作用。


此時宇宙中的主要成分為氣態物質,其中氫元素占據了宇宙物質總量的92%,其余為氦元素與不到1%的鋰元素,早期宇宙中的金屬元素非常少,這也就決定了在那時誕生的恒星金屬豐度會非常低,這是當今宇宙中最強的能量釋放活動之一,爆發一瞬間所釋放的能量等于太陽一生中釋放的能量總和,并且爆炸的物質會以光速的十分之一向外擴散,能夠瞬間摧毀50光年之內的任何生物。


不過第一代恒星因其成分的特殊性,它和普通超新星爆發的機制和遺留物都有很大不同,同等質量下,第一代恒星中超新星爆發釋放的能量是普通超新星的10到100倍,它們消亡的方式是當下的宇宙無法復刻的。


第一代恒星大多只存在于宇宙誕生后的1到3億年左右,發現它周邊的宇宙空間存在著一個奇特的星際云團,它的化學特征與當下常規云團有所不同。


類星體看起來很像恒星,它會散發超強的光芒,不過它并不是恒星,本質上它是一種星系,中心是一個超大質量黑洞,一般來說類星體的體積比星系要小,但黑洞吞噬物質過程中會釋放巨大的能量,威力足以達到普通星系的上千倍,使得望遠鏡在百億光年之外也可以觀察到它。


本次發現的類星體來自遙遠的131億光年之外,也就是說它發出的光在宇宙中走了131億年才到達地球,光譜中的高能部分也會占比更大。


根據估算,這顆第一代恒星的質量大約是太陽的300倍,臨終時發生的大爆炸讓它成為了一顆不穩定的超新星。

普通的超新星爆炸是內部核聚變停止,無法抵抗自身引力向內坍縮引發的爆炸,最后留下一顆中子星或黑洞,而不穩定的超新星則有所不同。


不穩定的超新星一開始同樣也是向內坍縮,后面的情況就有所不同了,塌縮造成核心過度的壓縮,內部的光子衰變為電子和正電子對,超壓力使核分裂失控,就意味著現在的一些遠古星系都是第一代恒星的后代,它們中的塵埃和元素,都來自于第一代恒星超新星爆發后釋放的能量。


早期的第一代恒星質量一般都比較大,內部核聚變反應也更加迅猛,因此壽命也相對短一些。


不過也有一些例外,形成一部分小質量的一代恒星,這些小質量恒星壽命有些可以達到百億年,個別紅矮星甚至擁有千億年的壽命,宇宙中仍然有它們的痕跡。

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