天文学家发现已知最原始恒星

来源：科技日报

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科技日报记者 刘霞

宇宙“活化石”现身：迄今最原始恒星揭示早期宇宙化学图景

宇宙的化学演化史，直接铭刻在古老恒星的光谱中。卡内基大学与芝加哥大学的天文学家团队，通过交叉分析斯隆数字巡天第五期项目与智利麦哲伦望远镜的观测数据，成功定位了一颗编号为SDSS J0715-7334的恒星。其极低的金属丰度，标志着它成为目前已知最接近宇宙初代恒星的“活化石”。这项发现已发表于《自然·天文学》。

恒星“年龄”的判定标尺：金属丰度

判断恒星形成年代的核心依据是其金属丰度。宇宙大爆炸后，第一代恒星由纯氢和氦构成，其内部的核合成过程首次产生了碳、氧、铁等重元素。当这些恒星以超新星爆发终结时，它们将新合成的金属元素抛洒到星际介质中，从而丰富了下一代恒星形成的原料。

因此，恒星的金属含量（即所有重于氦的元素比例）与其形成时间直接相关。金属丰度越低的恒星，形成时间越早，其化学成分越能反映早期星际介质的原始状态。搜寻这类极端贫金属星，是追溯宇宙早期化学演化的关键途径。

纪录的突破：SDSS J0715-7334的极端贫金属特征

此次发现的SDSS J0715-7334是一颗红巨星，属于恒星演化中的晚期阶段。麦哲伦望远镜的高分辨率光谱分析揭示，其总金属丰度仅为约7.8×10^-7，不足太阳金属含量的0.005%。

这一数值将此前已知的最贫金属恒星纪录降低了一半，其铁含量更是仅为最低含铁量纪录保持者的四十分之一。尤为关键的是，该恒星不仅铁含量极低，碳元素也异常匮乏，这与多数贫金属星“低铁高碳”的典型特征形成鲜明对比。这种独特的化学丰度模式，可能指向一种更为原始的恒星形成环境或前代恒星的特殊超新星模型。

起源与运动学轨迹

利用欧洲空间局“盖亚”探测器的天体测量数据，研究团队追溯了该恒星的起源。动力学分析表明，SDSS J0715-7334很可能起源于银河系的卫星星系——大麦哲伦星云附近，随后被银河系引力捕获。目前，它位于距离地球约8万光年的银晕之中。

连接宇宙黎明的关键样本

极端贫金属恒星如SDSS J0715-7334，是研究宇宙黎明时期物理条件的不可替代的探针。其近乎原始的化学成分为检验第一代恒星的质量函数、核合成产量以及早期星系吸积历史提供了关键约束。这类恒星作为宇宙化学演化的“时间胶囊”，将持续为恒星天体物理学和宇宙学模型提供至关重要的观测检验。