天文学家可能已经一瞥从来见过的最大恒星的证据

遥远的宇宙中可能被遍布有1000至10000倍太阳质量之间的超大质量恒星，这或许解决关于极端大黑洞起源的宇宙秘密

新科学家 By Leah Crane

21 November 2025

Space

大爆炸后1亿年种群三恒星的一个场的艺术家的印象。NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani

詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）正在首次允许天文学家来检查早期宇宙的最远到达的遥远星系。其中一些星系有似乎指向质量可达太阳1万倍的异域超大质量恒星的化学签名。

这些庞然大物是奇特的，因为对在附近宇宙中的恒星，似乎有一个固有的尺寸限制。马萨诸塞州哈佛-史密森天体物理中心的南达尔（Devesh Nandal）说：“我们所有的星系演化模型……依赖于恒星的质量不能超过120个太阳质量左右这个事实。当然，一直有探索恒星的理论想法……比这更大质量，但从来没有人们能指向的真正观测” 。

那是直到现在为止。南达尔和他的同事检查了詹姆斯·韦伯太空望远镜的一个叫GS 3073的遥远星系的观测，并在它的化学签名中发现了异常高量的氮含量。这不是完全的异常的：在其他几个距离相似的星系中已经看到了高氮水平。

然而，对大多数其他星系氮水平没有高到足以造成任何混淆——某些类型的相对正常的恒星和其他宇宙事件能解释它们。南达尔说，对GS 3073不是这种情况。它只是有太多的氮的样子。

有一种特殊类型的叫种群三恒星的假设原始恒星，模型表明可能生长的极端大。当这些恒星这样做时仿真还表明它们应该比常规恒星形成更多的氮。南达尔和他的同事计算出仅少数质量在太阳1000到10000倍之间的种群三恒星可以解释在GS 3073中过量的氮。他说：“我们的工作显示迄今为止在早期宇宙中种群三恒星超大质量恒星的最强证据。”。

然而，其他一些研究人员质疑是否超大质量种群三恒星是对这些数据的唯一适合，或者是否毕竟它们相当对。剑桥大学的麦奥力诺（Roberto Maiolino说）：“种群三恒星必须与一个近乎原始的环境有关”，没有许多比氦更重的元素。“靠那个对比，GS 3073化学上是一个相当成熟的星系。因此，它似乎与你期望来发现种群三恒星的环境不匹配” 。

不过爱尔兰梅努斯大学的约翰·里根说，这可能只是一个奇怪的星系。他说：“当我们有早期宇宙的观测时我们看到的所有是非常诡异的、真的异域的星系。如此很难回头并说是的，但我不期望超大质量恒星来形成，因为那应该是太诡异的。好吧，你刚说这些真的是诡异的”。

如果这些巨大的恒星确实真的存在，它可以帮助研究人员了解超大质量黑洞的起源，超大质量黑洞在宇宙中的存在比它们应该来存在更早。如果它们从超大质量恒星而不是正常恒星形成，这将给它们一个开始起头，这可以解释它们如何在一个相对短量的时间内生长到我们看到的巨大尺寸。

确认在早期宇宙中GS 3073和其他富氮星系真的确实包含超大质量恒星将是困难的，可能需要发现这些奇怪巨星的更多化学签名。里根说：“加强它们存在的论点是平躺出去困难的——我们来有一个确凿的证据是很难的。但这个签名是非常强” 。

期刊参考：The Astrophysical Journal Letters DOI: 10.3847/2041-8213/ae1a63

https://www.newscientist.com/article/2505306-astronomers-may-have-glimpsed-evidence-of-the-biggest-stars-ever-seen/