天文學(xué)家說 宇宙中最早的超新星射出了強(qiáng)大的噴氣機(jī)

來自麻省理工學(xué)院的一組天文學(xué)家觀察到宇宙的第一顆恒星爆發(fā)為不對稱的超新星，足以將重元素分散到早期宇宙中。該研究結(jié)果出現(xiàn)在天體物理學(xué)雜志。

大爆炸后數(shù)億年，最初的恒星在宇宙中燃燒成大量明亮的氫氣和氦氣。在這些恒星的核心內(nèi)，熱核反應(yīng)形成了第一種重元素，包括碳，鐵和鋅。

這些第一顆恒星可能是巨大的，短命的火球，而天體物理學(xué)家則認(rèn)為它們像同樣的球形超新星一樣爆炸。

但現(xiàn)在，麻省理工學(xué)院和其他地方的天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這些恒星可能以更強(qiáng)大，不對稱的方式爆炸，噴出的暴力足以將重元素噴射到鄰近的星系中。這些元素最終成為第二代恒星的種子，其中一些仍然可以在今天觀察到。

麻省理工學(xué)院的安娜·弗雷貝爾博士說：“當(dāng)一顆恒星爆炸時，那顆恒星的某些部分會像真空吸塵器一樣被吸入黑洞。”

“只有當(dāng)你擁有某種機(jī)制，比如可以抽出材料的噴氣機(jī)時，才能在下一代恒星中觀察到這種材料。”

2005年，F(xiàn)rebel博士及其同事發(fā)現(xiàn)，一顆名為HE 1327-2326的恒星是一顆古老的幸存星，是宇宙中第二代恒星之一。

當(dāng)時，這顆恒星是有史以來觀察到的金屬最差的恒星，意味著它的元素濃度極低，比氫和氦重 - 這表明它是第二代恒星的一部分，在大多數(shù)時候宇宙的重元素含量尚未形成。

弗雷貝爾博士說：“第一批恒星非常龐大，幾乎立即爆炸。”

“作為第二代形成的較小的恒星今天仍然可用，它們保留了這些第一批恒星留下的早期材料。我們的恒星只有一些比氫和氦重的元素，所以我們知道它必須是第二代恒星的一部分。“

2016年，該團(tuán)隊(duì)使用NASA / ESA哈勃太空望遠(yuǎn)鏡上的宇宙起源光譜儀觀測恒星。

天文學(xué)家列出了他們懷疑可能在這樣一顆古老恒星中的重元素，他們計(jì)劃在哈勃數(shù)據(jù)中尋找，包括硅，鐵，磷和鋅。

“我們發(fā)現(xiàn)，無論我們?nèi)绾螠y量它，我們都獲得了非常豐富的鋅，”麻省理工學(xué)院的Rana Ezzeddine博士說。

然后研究人員進(jìn)行了超過10,000次的超新星模擬和次要恒星的形成。

他們發(fā)現(xiàn)雖然大多數(shù)球形超新星模擬能夠產(chǎn)生具有他們在HE 1327-2326中觀察到的元素組成的二級恒星，但它們都沒有再現(xiàn)鋅信號。

事實(shí)證明，唯一可以解釋恒星化妝的模擬，包括其豐富的鋅，是第一顆恒星的非球面噴射超新星。

這樣的超新星爆炸性極強(qiáng)，其功率相當(dāng)于氫彈的數(shù)十億分之一。

“我們發(fā)現(xiàn)第一顆超新星比人們之前想象的更加精力充沛，大約是5-10倍，”Ezzeddine博士說。

“事實(shí)上，先前關(guān)于存在用于解釋第二代恒星的調(diào)光超新星存在的想法可能很快就會退役。”

這一結(jié)果可能會改變科學(xué)家對再電離的理解，這是宇宙中的氣體從完全中性變?yōu)殡婋x的關(guān)鍵時期 - 一個使星系成形的狀態(tài)。

弗雷貝爾博士說：“人們從早期的觀察中認(rèn)為，第一顆恒星不是那么明亮或精力充沛，因此當(dāng)它們爆炸時，它們不會參與太多的宇宙再生。”

“我們在某種意義上糾正了這張照片，并表明，也許第一批明星在爆炸時有足夠的魅力，也許現(xiàn)在他們是有助于再電離的強(qiáng)大競爭者，并且在他們自己的小矮星系中造成嚴(yán)重破壞。”

這些第一顆超新星也可能具有足夠的強(qiáng)大能力，可以將重元素射入相鄰的“處女星系”中，這些星系尚未形成任何自己的恒星。