【寰宇天文】銀河系中最古老的星球

■一群天文學家在銀河系的中間發現了一群古老星球。根據估計,這些星球大約在宇宙大爆炸後十億年左右形成。

(Courtesy: Christopher Owen)
(Courtesy: Christopher Owen)

撰文|陳勁豪

物理學家一般認為,宇宙是由距今約一百三十八億年前的大爆炸開始的。在大爆炸之後的宇宙初期,基本上只有氫跟氦這兩種週期表中最輕的兩種元素存在。其他更重的元素,例如碳,氮,氧(在天文學家的眼裡,這些就算是金屬了)則需要在大霹靂爆炸後約兩億年左右的首批出現的星球中(或稱為第三星族, population III),透過星球內部由重力所產生的巨大壓力所形成。當這些星球被自己所產生的重力壓到崩潰爆炸而形成超新星後,這些金屬元素便會飛散到宇宙各處,進而逐漸聚集而形成所謂第二星族(population II)的星球。無論是第二或第三星族的星球,基本上金屬含量都很低。只有類似太陽的第一星族的恆星才會有較多的金屬元素存在。換句話說,如果找到金屬含量相當低的星球,就很有可能找到古老的恆星。

一般而言,天文學家認為第二或第三星族的恆星通常會出現在銀河系中央的區域,但是天文學家所找到的金屬含量低的恆星幾乎都是出現在銀河系的外圍。這次由澳洲Australian National University的Louise Howes所領導的團隊利用SkyMapper望遠鏡在銀河系的中央找到了接近五百個金屬含量低的恆星。更有趣的是這些恆星的化學組成跟在銀河系邊緣所找到的類似星球的化學成份相當接近。

經過更進一步的分析,他們找到了約五百個恆星,金屬含量大約是太陽金屬含量百分之一以下。而其中有23個恆星,金屬含量更是只有太陽的千分之一,甚至還有一個星球,它的金屬含量更低到只有太陽的萬分之一。

如果這些重元素含量相當低的星球確實是古老的恆星,那麼這些星球似乎不會以超新星的形式結束,而可能是以超級超新星(hypernovae)爆炸的形式結束。超新星爆炸的能量大約是超新星所放出的能量的十倍以上,是宇宙中最激烈的事件之一。

原始論文
Extremely metal-poor stars from the cosmic dawn in the bulge of the Milky Way
Nature (2015)
doi:10.1038/nature15747

參考資料
Physics World 2015/11/13: Astronomers gaze upon the oldest stars in the galaxy

 

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