天文發現:探測到的最遙遠天體攜帶來自早期宇宙的線索

四月份觀測到的一次恆星爆炸發生在130億年前

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美國宇航局(NASA)衛星今年早些時候探測到的一次劇烈爆炸是天文學家所見過的最古老的天體,它的光線大約在130億年前發出。那時宇宙的年齡約為現在的5%,而大爆炸發生的時間也相對較近,僅在6億年前。

美國宇航局的雨燕伽馬射線暴探測器於4月23日探測到閃光,表明發生了一次巨大的恆星爆炸。這次爆炸根據其型別(伽馬射線暴)和探測日期被正式命名為GRB 090423;美國航天局迅速宣佈其為宇宙距離的新紀錄保持者。現在,10月29日《自然》雜誌上的兩篇論文對這次爆發和餘輝進行了詳細分析,證實了最初的距離評估,併為早期宇宙的條件提供了一些線索。

內華達大學拉斯維加斯分校的天體物理學家張冰(Bing Zhang)表示,“對於產生GRB 090423的事件,我們知之甚少”,他為《自然》雜誌撰寫了評論,對新研究進行了評述。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)“我們所知道的是,在早期,我們已經有一顆恆星,並且這顆恆星發生了爆炸,而且這顆恆星與附近產生伽馬射線暴的恆星並沒有太大的不同。”

具體而言,這顆前身星似乎屬於第二代或第三代恆星,而不是第一代恆星。最早的恆星被認為是巨大的、壽命短暫的氫和氦球體,而它們的後代則融入了第一代恆星爆炸死亡時形成的更重元素。GRB 090423的爆發和餘輝與較近(因此也較新)的伽馬射線暴非常相似,這表明其前身星屬於較晚的一代。“我們知道這顆恆星不是第一代,因為它的觀測特性與附近的同類恆星非常相似,”張冰說。長期以來一直是研究人員目標的初代恆星,至今仍未被探測到。

儘管如此,這次爆發使科學家們比以往任何時候都更接近第一代恆星:英格蘭萊斯特大學的天文學家尼爾·坦維爾(Nial Tanvir)說,它比任何其他已知的宇宙天體都要古老約1.5億年,他是《自然》雜誌新論文的主要作者之一。“一方面,考慮到它們的年齡都在130億年左右,這聽起來似乎並不那麼重要,”坦維爾說。“但就向宇宙中最早形成的第一批恆星追溯而言,我們認為這是一個相當大的飛躍。”

雨燕衛星的X射線望遠鏡在衛星的爆發警報儀器接收到事件訊號後僅73秒就對準了GRB 090423,坦維爾的團隊在爆發後僅20分鐘就讓位於夏威夷莫納克亞山的英國紅外望遠鏡觀察餘輝。檢視餘輝。但是夏威夷的天氣並不理想,而且這次特殊的伽馬射線暴也不是特別明亮,這限制了天文學家從這次爆炸中收集到的額外資訊量。

坦維爾說,原則上,在遙遠距離處觀測到的明亮且觀測良好的GRB可以揭示星系際介質的構成以及恆星宿主星系的化學成分,這將反過來表明先前幾代恆星的產物。

至於GRB 090423所屬的星系,坦維爾說,他的團隊明年將使用哈勃太空望遠鏡來尋找它,現在它的位置已經標記出來了。“我們希望找到宿主星系,”他說。“我們對那時星系是什麼樣子知之甚少。我們只有非常粗略的想法。”

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