星空有约丨科学家首次发现第一代超大质量恒星化学遗迹

第一代超大质量恒星演化成为对不稳定超新星的艺术展示图。（中科院国家天文台供图）

科学家利用郭守敬望远镜在银晕恒星中发现了一颗质量高达260倍太阳质量的第一代恒星的化学遗迹，首次从观测上证实了第一代恒星质量可达太阳质量数百倍的理论猜想，对于进一步探索宇宙演化奥秘具有重要意义。

该研究由中国科学院国家天文台研究员赵刚带领的国际团队完成，相关成果6月7日在国际学术期刊《自然》在线发表。

郭守敬望远镜。（中科院国家天文台供图）

宇宙大爆炸之后，第一代恒星形成，它们不仅给宇宙带来第一缕曙光，还创造出新的元素，主导着早期宇宙的化学增丰过程和演化历史。

“由于第一代恒星诞生年代久远且寿命短，现在直接观测到的难度极大，因此开展研究主要通过极贫金属星。部分极贫金属星可能诞生于第一代恒星终结时形成的气体云，是研究第一代恒星的‘活化石’。”文章第一作者、中科院国家天文台副研究员邢千帆介绍，天文学理论推测，第一代恒星质量可达太阳质量数百倍，但在此之前，超过100倍太阳质量的第一代超大质量恒星从未被观测证实过。

此项研究中，团队结合郭守敬望远镜低分辨率光谱和日本昴星团望远镜高分辨率光谱数据发现了一颗化学丰度极为特殊的极贫金属星（LAMOST J1010+2358），这颗恒星的化学丰度特征无法通过核坍缩超新星理论模型解释，却与260倍太阳质量的对不稳定超新星理论计算结果高度吻合。

化学丰度特殊恒星LAMOST J1010+2358与超新星模型的比较。（中科院国家天文台供图）

《自然》期刊审稿人评价，这一发现第一次为对不稳定超新星与银晕恒星化学丰度之间的联系提供了决定性证据。未来可以通过对第一代恒星遗迹的分析，加深对银河系演化历史的理解。

“此项工作对研究第一代恒星的初始质量函数意义重大，并将对元素起源、宇宙早期的恒星形成和星系化学演化等方面的研究产生深远影响。”赵刚说。