美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員發(fā)現(xiàn)了宇宙中最古老的3顆恒星，它們恰好在銀河系“光環(huán)”附近。據(jù)分析，這3顆恒星形成于130億至120億年前，也就是第一批星系形成的時(shí)候。5月14日，相關(guān)論文發(fā)表于英國(guó)《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》。
研究人員將這些小吸積恒星系統(tǒng)的恒星稱(chēng)為“SASS”。他們認(rèn)為，每顆恒星都曾屬于自己的小原始星系，后來(lái)被更大但仍在增長(zhǎng)的銀河系吸收，而新發(fā)現(xiàn)的3顆恒星是各自星系中僅存的恒星。它們環(huán)繞在銀河系外圍，研究小組懷疑，那里可能還有更多古老恒星幸存者。
“鑒于我們對(duì)星系形成的了解，這些最古老的恒星肯定會(huì)在那里?！盡IT物理學(xué)教授Anna Frebel說(shuō)，“它們是宇宙中的一部分。我們現(xiàn)在有了一種新的方法來(lái)尋找它們。”
超微小矮星系被認(rèn)為是宇宙中幸存的第一批星系之一。這些星系今天仍然完好無(wú)損，但由于距離地球太遠(yuǎn)又太暗，天文學(xué)家無(wú)法對(duì)其展開(kāi)深入研究。由于SASS恒星可能曾經(jīng)屬于類(lèi)似的原始矮星系，且距離銀河系更近，因此它們可能是理解超微小矮星系演化的關(guān)鍵。
“現(xiàn)在我們可以在銀河系中尋找更多更明亮的類(lèi)似物，并研究它們的化學(xué)演化，而不必追逐那些極其微弱的恒星?！盕rebel說(shuō)。
該團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)源于一個(gè)課堂概念。在2022年秋季學(xué)期，F(xiàn)rebel開(kāi)設(shè)了一門(mén)新課程——觀測(cè)恒星考古學(xué)，主要學(xué)習(xí)分析古代恒星的技術(shù)，然后將這些技術(shù)應(yīng)用到以前從未研究過(guò)的恒星上，以確定它們的起源。
學(xué)生們利用Frebel多年來(lái)從拉斯坎帕納斯天文臺(tái)的6.5米麥哲倫-克萊望遠(yuǎn)鏡收集的恒星數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。他們正在尋找138億年前發(fā)生大爆炸后不久形成的古老恒星。當(dāng)時(shí)，宇宙主要由氫和氦以及極低豐度的其他化學(xué)元素組成，如鍶和鋇。因此，學(xué)生們從Frebel收集的數(shù)據(jù)中尋找具有光譜或星光測(cè)量值的恒星，這些恒星鍶和鋇的豐度很低。
他們將搜索范圍縮小到麥哲倫望遠(yuǎn)鏡在2013至2014年間最初觀測(cè)到的3顆恒星。天文學(xué)家從未對(duì)這些特殊的恒星進(jìn)行后續(xù)研究，以解釋它們的光譜并推斷其起源。因此，這些恒星是Frebel班上學(xué)生的“完美人選”。
在完成分析后，學(xué)生們得出結(jié)論，與參考恒星太陽(yáng)相比，這3顆恒星的鍶、鋇和鐵等其他元素的豐度非常低。這些恒星的低化學(xué)豐度暗示了它們最初形成于130億至120億年前。事實(shí)上，它們的低化學(xué)特征與天文學(xué)家之前對(duì)一些古老的超微弱矮星系的測(cè)量結(jié)果相似。
根據(jù)直覺(jué)，研究小組檢查了恒星的軌道模式，發(fā)現(xiàn)這3顆恒星位于銀河系光環(huán)的不同位置，距離地球約3萬(wàn)光年。當(dāng)他們利用蓋亞天體測(cè)量衛(wèi)星的觀測(cè)結(jié)果追溯每顆恒星圍繞銀河系中心的運(yùn)動(dòng)時(shí)，研究小組注意到了一件奇怪的事：主盤(pán)中大多數(shù)恒星像賽車(chē)在賽道上一樣運(yùn)動(dòng)，而相對(duì)于這些恒星，新發(fā)現(xiàn)的3顆恒星似乎都走錯(cuò)了方向。在天文學(xué)中，這被稱(chēng)為“逆行”，是一個(gè)物體曾經(jīng)被“吸積”或從其他地方吸入的線索。
這3顆恒星的軌道與星系盤(pán)甚至光暈的其他部分完全不同，再加上它們的化學(xué)豐度較低，有力地證明了這些恒星曾經(jīng)屬于更古老、更小的矮星系，這些星系以隨機(jī)角度落入銀河系，并在數(shù)十億年后繼續(xù)在其頑固的軌道運(yùn)行。
該團(tuán)隊(duì)渴望尋找其他古老的SASS恒星?，F(xiàn)在，他們有了一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的方法：首先，尋找化學(xué)豐度低的恒星，然后追蹤它們的軌道模式，尋找逆行的跡象。他們預(yù)計(jì)，在銀河系4000多億顆恒星中，該方法將發(fā)現(xiàn)一小部分但數(shù)量可觀的宇宙中最古老的恒星。
