宇宙之初的巨恒星體積巨大，重如100萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)：這應(yīng)該就是宇宙中第一批恒星應(yīng)有的形態(tài)。當(dāng)然還有待觀測(cè)證實(shí)。
“們的質(zhì)量相當(dāng)于上萬(wàn)個(gè)、甚至十萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)”，這是東京大學(xué)吉田直樹的計(jì)算結(jié)果；巴黎天體物理研究所的瑪爾塔·佛隆特利（Marta Volonteri）更為激進(jìn)，她認(rèn)為是“幾十萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)”。
繼續(xù)“出價(jià)”？得克薩斯大學(xué)的雅典娜·史黛西（Athena Stacy）提出的數(shù)據(jù)再創(chuàng)新高，她認(rèn)為“應(yīng)該會(huì)達(dá)到百萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)的質(zhì)量！它們真的非常巨大，直徑可相當(dāng)于100倍日地距離”。
130億年前，宇宙自大爆炸誕生，最初的星系逐漸形成，那時(shí)的恒星質(zhì)量就是如此大得驚人。
在無(wú)盡的黑暗中，這些巨人盡情閃耀了數(shù)億年，因?yàn)樵谒鼈兊暮诵?，深藏著初生宇宙的全部物質(zhì)。它們是超越物理極限的存在，是轉(zhuǎn)瞬即逝的龐然巨物，是迄今為止無(wú)人想到，也從未被觀測(cè)到的巨型星球。
在描繪宇宙第一批居民這項(xiàng)任務(wù)上，天文學(xué)家自1980年代以來(lái)只掌握著一條信息，那就是它們所自誕生的空間的物質(zhì)構(gòu)成。那既不是宇宙塵埃，也不是復(fù)雜的分子，而是由最輕的原子構(gòu)成的一鍋原始湯，即大量的氫，加上少量的氦和鋰——這些都是宇宙大爆炸所產(chǎn)生的元素。在這一基礎(chǔ)上，科學(xué)家得以建起一種標(biāo)準(zhǔn)模型。根據(jù)模型，第一批恒星（星族Ⅲ天體）相當(dāng)巨大，質(zhì)量可相當(dāng)于數(shù)百個(gè)太陽(yáng)。
“與目前宇宙中恒星的復(fù)雜形成過(guò)程相比，這些早期恒星曾被視作簡(jiǎn)化的實(shí)驗(yàn)室?！钡每怂_斯大學(xué)該課題的研究專家弗爾克爾·布魯姆（Volker Bromm）描述說(shuō)。
但是到了2012年，事情變得復(fù)雜起來(lái)。在應(yīng)用了新的模型后，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)恒星胚胎會(huì)自轉(zhuǎn)，使得圍繞它們的氣體最終形成一個(gè)扁平的圓盤。這個(gè)盤體很快變得質(zhì)量巨大，因此不可避免地不再穩(wěn)定，進(jìn)而分裂形成好幾個(gè)恒星胚胎。
“于是出現(xiàn)若干個(gè)小型原恒星，而不是一個(gè)質(zhì)量數(shù)百倍于太陽(yáng)的巨型星體。它們大多數(shù)最終會(huì)被狠狠拋向遠(yuǎn)方?！备柨藸枴げ剪斈氛f(shuō)道。
就這樣，模型開始預(yù)言成組的小恒星，每一個(gè)質(zhì)量只是太陽(yáng)的十幾倍，其中一部分可能至今仍存在?！白钚碌哪M生成的恒星也有與太陽(yáng)一般大小的。”雅典娜·史黛西激動(dòng)地說(shuō)。
無(wú)數(shù)的小恒星，而不是一顆顆巨型星球……只不過(guò)它們并不是唯一的宇宙原住民！
因?yàn)樘煳膶W(xué)家同時(shí)發(fā)現(xiàn)了黑洞的蹤跡，這些質(zhì)量極為巨大的死亡恒星，估計(jì)在宇宙誕生后的10億年內(nèi)就出現(xiàn)了。
但這些黑洞不可能由消亡的小恒星形成……只能來(lái)自無(wú)比巨大的死亡恒星。
“在宇宙深處——即遠(yuǎn)古宇宙，在天文學(xué)中，觀察遙遠(yuǎn)的天體就有如在回溯時(shí)光——發(fā)現(xiàn)了40多個(gè)類星體（亮度極高的星系）?！奔镏睒浣榻B道，“我們認(rèn)為它們的光是由那些墜入黑洞的物質(zhì)產(chǎn)生的，這些黑洞的質(zhì)量相當(dāng)于10億個(gè)太陽(yáng)?！?/p>
“如果所有的原始恒星都很小，那么這些黑洞就不可能存在?！爆敔査し鹇√乩偨Y(jié)道。天文學(xué)家重新進(jìn)行了模擬，發(fā)現(xiàn)如果考慮恒星吸收周圍物質(zhì)，那么它們可以達(dá)到1000倍、10000倍、100000倍……甚至100萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量！
影像將現(xiàn)
這些恒星因而可以吸聚它們所在的星系胚胎中的所有物質(zhì)。然而，聚成的天體越是巨大，它的壽命越是短暫。在由于不穩(wěn)定而坍縮成黑洞前，它們只能存活幾億年，甚至更短。
這種現(xiàn)象估計(jì)極為少見，但已經(jīng)讓天文學(xué)家浮想聯(lián)翩。因?yàn)楦鶕?jù)他們的計(jì)算，這些巨星的光亮應(yīng)該能夠被詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到，而這臺(tái)空間望遠(yuǎn)鏡將在2018年取代哈勃望遠(yuǎn)鏡。
這將會(huì)是第一次對(duì)宇宙之初的直接觀測(cè)?，F(xiàn)下，天體物理學(xué)家只能在模擬中想象這一黑暗時(shí)期，它充滿了無(wú)數(shù)的謎題。“這個(gè)最初的宇宙是如何演變成今天這個(gè)復(fù)雜世界的？原本混沌的太初是如何突然變?yōu)槌蚊魇澜绲?？”弗爾克爾·布魯姆列舉道。
讓我們相約在三年后，共睹空前的天體物理學(xué)巨怪吧！
撰文/Mathilde Fontez 編譯/馮燁磊
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