宇宙大爆炸後，宇宙中只有氫和氦，其它元素是恆星爆炸產生的！

2020-10-18 博科園

天文學家們已經在來自超巨星和巨星的紅外光中，記錄了九種重金屬跡象。基於這個目錄的新觀測，將幫助天文學家了解像雙星中子星合併這樣的事件，是如何影響我們銀河系和其他星系的化學成分和演化。宇宙大爆炸後不久，宇宙中只有氫和氦，其他元素後來通過恆星的核聚變或超新星、雙星合併等劇烈事件形成。但是，對各種過程的細節及其相對貢獻的了解仍然很少。

更好地理解星系的化學演化，對於理解像地球這樣的行星的豐富元素環境是如何形成的很重要。特別是，比鎳重的金屬可以用來追蹤劇烈事件，如雙星中子星合併。一個由東京大學、京都產業大學和NAOJ組成的研究小組，利用位於日本京都的小山天文臺1.3米荒木望遠鏡上的WINERED近紅外光譜儀，在13顆超巨星和巨星中尋找重金屬的跡象。大而明亮的超巨星和巨星很容易被觀察到，即使是在很遠的地方。而紅外光的優勢在於，它仍然可以在星際物質阻擋可見光的區域被觀測到。

恆星中的每一種元素，都會吸收特定波長的光，從而在恆星的光線中產生獨特的「信號」。研究小組將每顆恆星的光譜（詳細的波長信息）與包含數十條理論上預測吸收線的文庫進行了比較，發現從鋅到鏑等9種元素產生的23條吸收線實際上可以被觀察到。基於這些結果，天文學家現在可以測量其他恆星中這些重金屬的含量，從而繪製出銀河系和其他星系的化學多樣性和演化圖。這項題為「識別重金屬的吸收譜線波長範圍0.97 - -1.32μm」的研究發表在《天體物理學》期刊上。

重元素的恆星吸收線，可以讓我們對銀河系和附近其他星系的化學演化有不同的洞察。新發展起來的近紅外光譜儀，在產生大量高質量光譜方面變得越來越強大，但對紅外範圍內的吸收線的識別和表徵仍有待完成。研究在Y(9760-11100？)和J(11600-13200？)波段尋找比鐵族更重的元素線，也就是比Ni更重的元素線。研究考慮了三個目錄，即維也納原子線資料庫、R.Kurucz彙編和1999年Meléndez&Barbuy出版的列表。

根據合成光譜選擇候選線，並利用FGK光譜類型(有效溫度範圍4000-7200K)內的13個巨星和超巨星WINERED光譜進行確認。研究已經探測到ZnⅠ、SrⅡ、YⅡ、ZrⅠ、BaⅡ、SmⅡ、EuⅡ和DyⅡ的譜線，並按原子序次排列。雖然這些譜線的數量很少，總共23條，但它們是銀河系化學演化潛在有用的診斷線，特別是在那些星際滅絕阻礙了用較短波長光譜進行詳細化學分析的區域。研究還報告了用上述三個線表創建合成光譜沒有預測到其存在線的檢測。

博科園｜研究/來自：日本國立天文臺

參考期刊《天體物理學》

DOI: 10.3847/1538-4365/ab5c25

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