大約138億年前，我們的宇宙從傳說中的大爆炸事件中誕生。有了宇宙，也就有了空間，有了萬物。直到現(xiàn)在，我們?nèi)匀辉诓恍概?，尋找宇宙中最早的物質(zhì)，和最古老的天體……
最近，在距離我們大約35000光年的位置上，天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了迄今為止最古老的恒星之一。它一直和我們的太陽系“生存”在銀河系內(nèi)，卻始終隱藏在深處，直到最近才被我們發(fā)現(xiàn)。
在發(fā)現(xiàn)這顆恒星后，他們非常興奮，將新的發(fā)現(xiàn)整理成論文發(fā)表在了《英國皇家天文學(xué)會月報（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）》上，向我們介紹了這個宇宙的元老。
論文指出，這顆恒星的名字叫做SMSS J160540.18–144323.1，是科學(xué)家利用位于澳大利亞新南威爾士州的星圖家望遠(yuǎn)鏡(SkyMapper)發(fā)現(xiàn)的。SkyMapper望遠(yuǎn)鏡是一架功能十分強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡，致力于尋找最古老的恒星和星系，并且已經(jīng)有了很多收獲。早在2014年的時候，澳大利亞的天文學(xué)家就利用它發(fā)現(xiàn)了一顆非常古老的恒星，如今這一顆再一次打破了紀(jì)錄。
“這顆令人難以置信的'貧血’恒星的鐵含量只有太陽的150萬分之一，它可能形成于宇宙大爆炸后僅僅幾億年?！眮碜园拇罄麃唶⒋髮W(xué)及三維全天物理學(xué)ARC卓越中心的天文學(xué)家托馬斯·諾德蘭德（Thomas Nordlander）教授解釋說。
你可能會問：我們又不能回到一百多億年以前，怎么就知道它的年齡呢？科學(xué)家檢測恒星年齡的方法，就在于諾德蘭德教授所說的鐵含量。
我們知道，宇宙大爆炸伊始，并沒有那么多元素，宇宙中幾乎只有氫，以及少量的氦和微量的鋰。當(dāng)氫在引力作用下坍縮后，在高溫和高壓作用下聚變?yōu)楹?，并且放出能量，就形成了恒星。恒星進(jìn)入演化末期，會發(fā)生超新星爆發(fā)，并且內(nèi)部的氦也開始聚變合成碳和氧。如果有一些質(zhì)量非常大的恒星發(fā)生超新星爆發(fā)，還會產(chǎn)生更加恐怖的壓力和溫度，使得碳和氧也開始聚變，最終形成鐵。
（圖片說明：SkyMapper望遠(yuǎn)鏡）
由這個過程我們可以知道，最早的恒星，幾乎只含有氫和氦。這樣的恒星被天文學(xué)家歸類為第三族恒星（Population III stars），但人類從未發(fā)現(xiàn)過任何一顆第三族恒星，它們?nèi)匀煌Ａ粼诶碚摲秶鷥?nèi)。只有在最早的第三族恒星死亡后，后續(xù)的恒星才有可能通過它們的聚變得到碳、氧甚至是鐵等更重的元素。而且，隨著時間的推移，一代又一代的恒星死亡，也會有越來越多的鐵元素形成，并進(jìn)入到后來的恒星內(nèi)部。
因此，一顆恒星的鐵豐度，可以直接反映出它形成的年代。而想要觀測一顆天體的元素豐度，我們只需要利用光譜檢測就可以了。同樣的，我們也可以利用這個原理判斷我們的太陽是宇宙中第幾代恒星。
這次發(fā)現(xiàn)的SMSS J160540.18–144323.1，擁有著人類迄今為止發(fā)現(xiàn)的最低的鐵豐度，諾德蘭德用“奧運會標(biāo)準(zhǔn)游泳池中的一滴水”來形容。而在它之前，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的鐵豐度最低的恒星，則是2MASS J18082002-5104378 B，鐵含量[Fe/H]=-4.07±0.07，大約是太陽的1/11750。相比之下，仍是SkyMapper望遠(yuǎn)鏡這一次發(fā)現(xiàn)恒星的100多倍（[Fe/H]=-6.2±0.2）。
即使SMSS J160540.18–144323.1的鐵含量如此之低，但它仍然不是宇宙的第一代恒星，而是第二代恒星。就像我們說的，第一代恒星（第三族恒星）目前沒有被發(fā)現(xiàn)過。但是按照大爆炸的理論，宇宙一定會經(jīng)歷這種充滿了只有氫和氦的恒星的時期，但理論也告訴我們，這樣的恒星不可能存活到現(xiàn)在，所以我們基本不太可能觀測得到（或許2021年發(fā)射的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡可以幫助我們）。也因此，關(guān)于第二代恒星的研究才如此重要，它們可以幫助我們揭示宇宙最早期的秘密。同時，通過對它們的研究，我們也可以推測出第一代恒星經(jīng)歷過怎樣的命運。
天文學(xué)家推測，SMSS J160540.18–144323.1的鐵元素來自于一顆更古老的恒星，也就是傳說中的第一代恒星。這顆恒星的質(zhì)量在同類之中顯得非常小，大約只有太陽的10倍左右。研究小組認(rèn)為，當(dāng)它進(jìn)入演化末期的時候，只發(fā)生了一次相對微弱一點的超新星爆發(fā)，然后形成了一顆中子星。
超新星爆發(fā)會引發(fā)快中子捕獲過程（又叫R-過程），這個過程主要發(fā)生在核心區(qū)域，可以產(chǎn)生大量比鐵還重的元素。但是在SMSS J160540.18–144323.1中我們并沒有檢測到那些元素的存在，天文學(xué)家推測，或許那些更重的元素都被后來的中子星通過引力吸收回去，只有一點點鐵逃逸了出來。
目前來說，SMSS J160540.18–144323.1已經(jīng)進(jìn)入到演化末期，變成了一顆紅巨星，正在消耗最后的氫，即將進(jìn)入到氦聚變的過程中。未來的某一天，它也會爆發(fā)為超新星，將自己體內(nèi)的元素釋放出去，孕育第三代恒星。宇宙中的薪火傳承，就像人類一樣。恒星從超新星中形成，又以超新星結(jié)束自己的生命。塵歸塵，土歸土，這樣很好。
