據報導,近日,一個國際研究小組,在通過阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列望遠鏡(ALMA),對於遙遠宇宙深處進行觀測後,一共獲取了118個遙遠宇宙的遠古星係數據,讓人意外的是,這些來自於宇宙早期的星系中,竟然存在著大量的塵埃和重元素,這並不符合現有的宇宙演化理論,它們來自哪裡?
不應該存在的塵埃和重元素
阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列望遠鏡的觀測數據表示,20%的遠古星系中,恆星發出的紫外線都被大量的塵埃和重元素所遮蔽,不過,這個現象本不應該存在。
為何這麼說呢?我們都知道,現代研究認為,宇宙來自於一場奇點大爆炸,這場爆炸大約發生在138億年之前,當大爆炸發生後,雖然時間和空間都出現了,但是宇宙中的物質元素卻是非常稀缺的,一直到第一代恆星出現後,才不斷通過化學反應拋射出多種物質元素,讓宇宙漸漸被「填滿」。
而科學家們看到的,本不應該存在的塵埃和重元素,也只能通過恆星演化走向死亡後,才可以出現,這也就意味著,至少要等到第一代恆星死亡後,宇宙中才會有有大量的塵埃和重元素存在。
這說明什麼呢?說明這些看起來非常古老的,處於遙遠宇宙深處的星系,它們至少都是宇宙中的第二代、第三代居民了。
同時,它們的出現也印證了科學家們的猜想:宇宙早期的恆星,在迎來爆發式增長的時候,的確會為宇宙中帶來大量的塵埃和重元素,當然,這有一個前提是,宇宙中的第一代恆星,它們必須燃燒得非常快,生命周期是非常短暫的,否則如果一直沒有走到生命尾聲,自然也就無法為宇宙中「注入能量」了。
第一代恆星是如何出現的?
截止到目前為止,科學家們對於宇宙中第一代恆星的準確誕生時間,還沒有最終下結論,因為它們實在是太難觀測和研究了。
不過,根據目前的數據理論,如果按照宇宙大爆炸已經發生了138億年來計算,那麼,宇宙中第一代恆星可能在137.5億年之前,就已經出現了,也就會說,距離宇宙大爆炸僅過去了數千萬年的時間。
第一代恆星誕生於氫元素和氦元素組成的氣體雲團之中,正如同我們上文中提到過的,第一代恆星普遍都是大質量恆星,因為只有這樣,它們才可以快速產生新的物質元素,也才可以讓後來的諸多不同類型的天體出現。
當然,也有例外,比方說目前已知的最古老恆星,它已經有136億年的歷史了,但是,它仍然沒有走到生命的尾聲。
第一代恆星擔任著「填充」宇宙的使命,所以它們的壽命都是非常短暫的,普遍都僅有數百萬年到一億年左右的時間,要知道,如今地球圍繞運行的恆星——太陽,它的壽命可是有100億年的時間。
最終,第一代恆星走到了生命的盡頭,由於它們的質量都非常大,所以,它們紛紛開始了可怕的超新星爆發,大量物質、塵埃、元素等都被紛紛拋進宇宙之中,之後,這些物質重新聚集,於是,新一代恆星又出現了。
銀河系中有第一代恆星嗎?
答案是肯定的,因為在宇宙中,幾乎所有的大星系,都來自於宇宙早期,作為宇宙中的大星系之一,自然銀河系也就不例外了。
現代研究認為,宇宙中一開始的星系,是各種矮星系,這些矮星系在彼此碰撞融合中,變成了一個個大星系,銀河系也是由此出現的。
所以,包含著宇宙早期密碼的矮星系中,自然也就有第一代恆星了。不過,想要在銀河系中找到第一代恆星並不容易,因為絕大多數的第一代恆星都已經消失了。
研究認為,想要找到第一代恆星,可能都隱藏在距離我們越來越遠的那些紅移星系之中,它們也都是宇宙中最早的一批星系。
不過遺憾的是,一直到今天為止,科學家們都不曾在宇宙中找到真正的第一代恆星,即使是我們上文中提到的來自136億年前的SM 0313,也只是被認為是來自宇宙早期的一顆恆星罷了。
當然,未來科學家們也將繼續尋找,比方說哪些金屬豐度極低的古老恆星,都是非常有可能是第一代恆星的,期待有一天會真正找到第一代恆星。