詹姆斯韋伯望遠鏡發現了宇宙中最大恒星的化學特徵

詹姆斯韋伯太空望遠鏡幫助天文學家發現了超大質量恆星的第一個化學特徵，這些“天空怪物”在早期宇宙中燃燒著數百萬個太陽的亮度。

到目前為止，在任何地方觀測到的最大恒星的質量大約是我們太陽的 300 倍。 但新研究中描述的這顆超大質量恆星的質量估計在 5 到 000 個太陽之間。

該研究背後的歐洲研究人員團隊此前曾在 2018 年對超大質量恆星的存在進行了理論化，試圖解釋天文學最大的謎團之一。 幾十年來，天文學家一直對聚集在所謂的球狀星團中的各種恆星組成的巨大差異感到困惑。

這些星團大多非常古老，可以在相對較小的空間內包含數百萬顆恆星。 天文學的進步揭示了越來越多的球狀星團，它們被認為是宇宙第一批恆星和第一批星系之間缺失的一環。

我們的銀河系擁有超過 100 億顆恆星，其中約有 180 個球狀星團。 但問題仍然存在：為什麼這些星團中的恆星具有如此多樣的化學元素，儘管它們可能幾乎同時誕生於同一氣體雲中？

許多恆星包含需要大量熱量才能產生的元素，例如鋁，它需要高達 70 萬攝氏度的溫度。 這遠遠高於恆星核心的溫度，大約 15-20 百萬攝氏度，與太陽的溫度相似。

因此研究人員提出了一個可能的解決方案：一顆正在爆炸的超大質量恆星正在噴出化學“污染物”。 他們認為這些大質量恆星是由緊密堆積的球狀星團中的連續碰撞產生的。 日內瓦大學的天體物理學家、該研究的主要作者科琳·查博內爾 (Corinne Charbonnel) 告訴法新社，“像種子星這樣的東西會吸收越來越多的恆星。”

最終，它將變得“像一個巨大的核反應堆，不斷地供給物質，並會釋放出大量物質，”她補充道。 她補充說，這種噴出的“污染物”反過來會滋養正在形成的年輕恆星，使它們離超大質量恆星越近，化學物質的種類就越多。 但該團隊仍需要觀察來證實他們的理論。

他們在距離我們超過 11 億光年的 GN-z13 星系中發現了它們——我們從中看到的光出現在大爆炸之後僅 440 億年。 它於 2015 年被哈勃太空望遠鏡發現，直到最近才保持著觀測到的最古老星系的記錄。

這使得它成為哈勃的繼任者（最強大的太空望遠鏡）詹姆斯·韋伯（James Webb）的首要目標，他於去年開始發布他的第一批觀測結果。 韋伯提供了兩條新線索：球狀星團中恆星密度驚人，最重要的是，存在大量的氮。

氮的形成需要真正極端的溫度，研究人員認為這只能由超大質量恆星產生。 “感謝詹姆斯韋伯太空望遠鏡收集的數據，我們相信我們已經找到了這些非凡恆星存在的第一條線索，”Charbonnel 在一份聲明中說，並將這些恆星稱為“天體怪物”。

如果早些時候該團隊的理論是“我們超大質量恆星的一種痕跡，那麼這就像找到骨頭一樣，”Charbonnel 說。 “我們正在考慮所有這一切背後的野獸之首，”她補充道。

但是我們幾乎沒有希望能夠直接觀察到這隻野獸。 根據科學家的說法，超大質量恆星的壽命只有大約兩百萬年——在宇宙時間尺度上只是一個瞬間。

然而，他們懷疑球狀星團存在於大約 億年前，而且他們可能還會發現更多它們曾經包含的超大質量恆星的痕跡。

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