天文學家可能利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發現了大爆炸後不久存在的類恐龍巨星的第一個證據。理論上這些史前恆星泰坦的質量是太陽的 10,000 倍。
就像恐龍一樣,這些怪物恆星已經不復存在,但正如地球的地質中充滿了恐龍化石一樣,宇宙中也散佈著這些最早的恆星留下的“宇宙化石”: 黑洞。事實上,確認早期宇宙中這些質量如此驚人的恆星的存在可能有助於解釋如何 超大質量黑洞 在宇宙誕生 10 億年前,它的質量就已經達到了相當於數百萬個太陽的質量。
來自英國朴茨茅斯大學的團隊成員 Daniel Whalen 表示:“我們的最新發現有助於解開 20 年來的宇宙之謎。通過 GS 3073,我們首次獲得了這些怪物恆星存在的觀測證據。” 在一份聲明中說。 “這些宇宙巨星會在短時間內明亮地燃燒,然後塌陷成巨大的黑洞,留下我們可以在數十億年後檢測到的化學特徵。有點像地球上的恐龍——它們巨大而原始。而且它們的壽命很短,只存在了25萬年——宇宙的一眨眼的時間。”
具有奇怪化學成分的星系
在這種情況下,“確鑿的證據”是 GS 3073 中的氮氧不平衡,任何已知的恆星類型都無法解釋這種不平衡。該星系的氮氧比為 0.46,遠遠大於任何已知類型的恆星或星暴所能解釋的值。
天體物理中心 (CfA) 的團隊成員 Devesh Nandal 在哈佛和史密斯的聲明中表示:“化學豐度就像宇宙指紋,GS3073 中的模式與普通恆星產生的任何模式都不同。它的極端氮只與我們所知的一種來源相匹配——質量比太陽大數千倍的原始恆星。” “這告訴我們,第一代恆星包括真正的超大質量物體,它們幫助形成了早期星系,並可能播下了今天的超大質量黑洞的種子。”
研究小組利用這些信息,對質量為太陽質量 1,000 到 10,000 倍的恆星的演化進行了建模,以確定恆星在超新星死亡後會產生哪些元素,然後在其銀河系家園中播種。這揭示了一種可以產生大量氮的特定機制。
這些巨型恆星在其核心燃燒氦氣以產生碳,然後碳“流入”恆星的外層,在那裡氫燃燒。然後碳和氫的融合產生氮,氮通過恆星的對流受到干擾。之後,富含氮的物質逃逸到太空中,豐富了周圍的氣態物質。
這一過程持續了數百萬年,這一事實可能是 GS3073 中氮含量豐富的原因。質量小於 1000 個太陽質量或大於 10,000 個太陽質量的恆星不會產生相同的化學濃縮。
該團隊的研究還預測了當這些恐龍恆星生命終結時會發生什麼,這表明它們會直接坍縮成黑洞。沒有超新星爆炸意味著這些黑洞的質量仍然可能是太陽的數千倍,這將使它們在超大質量黑洞的生長方面領先一步。
事實上,GS 3073 的中心有一個超大質量的饋源黑洞,它可能是這些巨大恒星產生的黑洞合併的“女兒”。該團隊現在將在早期宇宙中尋找其他早期富氮星系,這將為這些怪物恆星的存在增添力量。
該團隊的研究成果於 11 月發表於 天體物理學雜誌通訊。










