含鐵量僅為太陽的1/43000，天文學家發現罕見的“宇宙化石”

【文/觀察者網 陳思佳】據美國太空新聞網站“Space.com”3月19日報道，天文學家近日發現一顆罕見的星族II恒星，鐵含量僅為太陽的四萬分之一，為銀河系外已知鐵含量最低的恒星。天文學家表示，這種恒星是宇宙中罕見的“恒星化石”，保留著宇宙第一代恒星留下的印記。

這顆恒星被命名為PicII-503，位于繪架座II（Pictor II）矮星系，距離地球約15萬光年。美國斯坦福大學研究員阿尼魯德·奇蒂領導的團隊使用維克托·M·布蘭科望遠鏡的暗能量相機（DECam）對這顆恒星進行了研究，識別出這是一顆金屬含量極低的星族II恒星。

PicII-503是首顆在暗弱的矮星系中發現的星族II恒星。研究團隊結合DECam的調查數據、甚大望遠鏡（VLT）和麥哲倫-巴德望遠鏡的觀測數據，發現PicII-503具有鐵和鈣含量偏低的特征。

研究顯示，這顆恒星的鐵含量僅為太陽的1/43000，鈣含量僅為太陽的1/160000，是人類在銀河系外發現的鐵和鈣含量最低的恒星。但PicII-503的碳含量非常高，碳鐵比是太陽的1500倍以上。

美國國家科學基金會國家光學紅外天文研究實驗室（NOIRLab）項目主任克里斯·戴維斯表示：“這樣的發現可以說是宇宙考古學，發掘稀有的‘恒星化石’，它們保留著宇宙第一代恒星留下的印記。”

天文學家觀測到的位于繪架座II矮星系的星族II恒星PicII-503 托洛洛山美洲際天文臺

宇宙中的第一代恒星被稱為星族III恒星。天文學家認為，第一代恒星誕生時，宇宙中只有氫、氦和極少數較重元素，因此這些恒星主要由氫、少量的氦和極微量的金屬構成。第一代恒星的核心中“鍛造”了最早的碳和鐵，在恒星死亡并發生超新星爆發后，這些物質被拋灑到星際介質中。

富含這些金屬的星際氣體和塵埃云最終冷卻和坍縮，形成第二代恒星，即星族II恒星。得益于第一代恒星“貢獻”的重元素，第二代恒星的金屬含量更高。太陽是第三代恒星，即星族I恒星，這些恒星的金屬含量要比第二代恒星更多。

天文學家將星族II恒星視為“恒星化石”或“時間膠囊”，它們記錄了宇宙化學增豐過程中的重要階段。

奇蒂在一份聲明中表示：“考慮到這類天體極其稀有，能發現一顆明確保留第一代恒星所產生的重元素的恒星，幾乎已接近我們此前認為的極限。PicII-503呈現出迄今為止在所有超暗矮星系中測得的最低鐵含量，為我們提供了一個前所未有的窗口，用于觀察原始系統中最初的元素形成。”

研究團隊推測，PicII-503極高的碳鐵比，可能是由于星族III恒星發生超新星爆發時能量較低，導致碳這類較輕元素被拋入星際介質，鐵這類較重元素回落到超新星殘骸中。

研究團隊指出，PicII-503所在的矮星系是已知規模最小的矮星系之一，引力影響較弱，這一事實也能夠支持“星族III恒星在低能量超新星爆發中死亡”的推測。

相關研究已于當地時間3月16日發表在期刊《自然·天文學》上。

奇蒂表示：“最讓我激動的是，我們觀測到了原始星系中最初元素生成的結果，這是一項基礎性的觀測。這一發現還與我們在銀河系金屬含量最低的暈族星中看到的特征清晰對應，將它們的起源與這些得到第一代恒星增豐的天體聯系在一起。”

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