寻找第三族星球
标签:
科苑逸闻集萃寻找第三族星球乔阿光科普文章 |
分类: 科苑逸闻 |
人类对自己生活的宇宙有问不完的问题,最令人关心的就是宇宙的起源。但谁也不能回到宇宙诞生的时刻去研究,只能旁敲侧击,借助科学家们认为的宇宙诞生时的种种现象进行研究。正在寻找的第三族星球就是科学家们认为的可以揭开宇宙起源奥秘的一个窗口。
寻找第三族星球
《北京青年报·前沿新知》2002年12月3 日
乔阿光编译

早期宇宙像一个燃烧炉,制造出各种金属
科学家们认为宇宙诞生于大约140亿年前的一次剧烈的大爆炸。早期的宇宙很小,密度很大,温度很高。在宇宙出现的第一秒的第一瞬间只有能量存在,随着宇宙的膨胀和冷却,夸克产生了,然后电子等基本粒子以及它们的反物质伙伴开始出现。物质和反物质相遇,便相互湮灭。不知因何缘故,物质比反物质多了几十亿分之一,成为主宰当今宇宙的原始物质。宇宙温度继续下降,电子和质子结合,形成了最轻的元素——氢、氦和锂等元素的原子。此后,这个星际核燃烧炉把这些轻元素转变成较重的元素,如,碳、硫和铅,所有这些比氢、氦和锂重的元素天文学家都称之为“金属”。
科学家一直在搜寻金属含量非常少的星球
大约30年前,研究者们认为在理论上发现大爆炸后形成的第一代星球应该是完全没有“金属”的。于是按照这个标准,他们开始了长达20多年的搜寻,结果是两手空空,没有找到这样的星球。他们以为是什么地方弄错了。实际上,天文学家当时还没有能力发现这些“金属”含量少于万分之一的星球。我们的太阳含有的“金属”数量就是万分之一,其中主要成分是铁——真正的金属。有许多星球含有的“金属”比太阳少1万倍,但是还没有一个少到像宇宙早期的星球那样。因为早期的星球几乎都很大,星球越重,寿命越短,它们会像超新星一样爆炸。来自早期宇宙的任何重星球早就把它们的遗留物抛入星际空间,形成新的星球、行星、植物和人类了。
科学家终于发现一颗主要由氢和氦两种元素组成的星球
但是最近由德国天文学家诺伯尔特·克里斯特理伯领导的国际研究小组在欧洲南方天文台观察到一个仅含太阳拥有的“金属”的20万分之一的星球。也就是说它含有的“金属”重量仅为它总重量的两亿分之一。这个星球的编号是 HE0107-5240。
这次,天文学家们是在100万个候选星球里找到这个HE0107-5240的。它位于南半球的凤凰星座中,在银河系周围的古老的物体群里,离地球36000光年。它非常暗淡,如果没有极大型天文望远镜是不可能发现它的。
天文学家认为这个地区的星球在星系形成时就出现了。这个新发现的星球相对较小,比太阳稍稍重一点。由于早期的星球应该很大,天文学家们认为可能新发现的这个星球曾经和一个较大的伙伴一起运转,形成所谓的双星。也许今天星系中大部分缺少“金属”的星球原来都是双星的一部分,是一个重星球的副产品。
这个星球几乎完全由氢和氦组成,它的原始物质由大爆炸提供。但它还含有过量的氮和碳,这些是在氢、氦形成之后形成的较重的元素,用天文学家的术语说,它们是“金属”。而宇宙早期的星球不应该有这样大量的“金属”。看来新发现的HE0107-5240还不是宇宙大爆炸之后形成的第一个星球。 它只是第二族星球里极端缺乏金属的特例,它的金属含量为[Fe/H] = −5.2±0.2。
第三族星球会打开观察宇宙大爆炸的窗口
天文学家把几乎没有“金属”的星球叫做“第三族”星球,它能揭示宇宙在最初时刻的组成。由于HE0107-5240质量小,这就表明在“金属”极端缺乏的环境下能形成质量小的星球,因此也可能形成质量小的第三族星球。假如存在“第三族”星球,它们会直接打开观察宇宙大爆炸的窗口。
编译自2002.10.31英国BBC新闻的俄罗斯网页《Открыта старейшая звезда Галактики》(发现银河系最古老的星球)和《Астрономы обнаружили древнейшую звезду》(天文学家揭示最古老的星球)http://news.bbc.co.uk/hi/russian/sci/tech/newsid_2383000/2383651.stm

加载中…