银河系内一颗理论上不可能存在“化石”恒星

伤我心太深

欧洲天文学家团队借助欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜（VLT），追捕到一颗银河系中已经绝迹的恒星。他们发现，这颗恒星几乎全部由氢和氦组成，其余元素的含量极低。这个有趣的发现使它处于被广泛接受的恒星形成理论的“禁区”中，因为理论上在形成的最初阶段，这样的元素组合是不能形成恒星的。研究报告刊登在2011.9.1出版的《自然》期刊上。

SDSS J102915+172927在天空的位置，版权：ESO

狮子座有一颗暗淡的恒星SDSS J102915+172927，天文学家发现它比氦重的元素（天文学上所谓的“金属”）含量是已知最低的。它比太阳质量更小，也许已经有了130亿岁以上的高龄。

研究报告首席作者、德国海德堡大学天文中心兼法国巴黎天文台的Elisabetta Caffau（女）解释说：“按照被广泛接受的恒星形成理论，这种小质量又重元素含量极少（‘极贫金属’）的恒星，是不可能存在的。因为它们诞生所在的气体云中，金属浓度太低。我们惊讶地发现了第一颗位于理论禁区的恒星，看来我们不得不重新审视那些恒星形成模型了。”

团队使用VLT的两个高级光谱仪，从紫外到红外波段分析了该恒星的光谱特性，测量了恒星中各种元素的含量。结果他们发现，SDSS J102915+172927的重元素含量还不到太阳的2万分之一。

SDSS J102915+172927的元素组成

本研究项目管理、法国巴黎天文台的Piercarlo Bonifacio继续说明：“这颗恒星很暗，而且重元素含量太低，所以我们仅发现了一种比氦重的金属——钙（Ca）的谱线。我们不得不从ESO总监处申请了附加的望远镜时间以便更详细地研究其光谱，采用长时间曝光的方法，企图发现其他元素的谱线。”

SDSS J102915+172927的光谱

宇宙学者相信最轻的元素——氢和氦（He）来自宇宙大爆炸后很短时间的太初核合成，还形成了少量的锂（Li）；而其余的重元素都来自恒星的核心，随着超新星爆发逐渐散播到恒星际空间。新一代的恒星在相对富含重元素的环境中诞生，它们的金属含量比前一代的恒星高得多。因此恒星中的金属含量说明了它们有多古老。

ESO智利分部的Lorenzo Monaco补充道：“我们研究的这颗恒星极端贫金属，意味着它非常古老。它是我们已发现的恒星中最古老的。”

令人惊讶的还有SDSS J102915+172927的Li含量也极低。像它这样宇宙大爆炸后不久形成的恒星，应该与当时的宇宙环境类似——含有少量的锂，但现在观测到的Li还不到理论预期的50分之一。

Bonifacio继续补充：“宇宙大爆炸后形成的Li为何在这颗恒星中被破坏了，还是个谜。”

研究者还指出，这颗奇特的恒星可能并非唯一的。Caffau总结道：“我们已经鉴别出更多的候选恒星，个别的金属含量可能比本文研究的这颗更低。我们现在计划用VLT观测它们以验证是否属实。”