本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
最初，存在的元素只有氫、氦和極少量的鋰。元素週期表中的所有其他元素都是後來出現的，並且不是在大爆炸後不久存在的亞原子粒子的原始湯中形成的，而是從鋰到鐵（包括鐵）的元素，都是在恆星中心的核熔爐中製造的。但是我們見過的所有恆星都包含一些較重的元素，這一事實引發了一個問題：是否曾經存在過僅由最初三種元素組成的恆星？
天文學家將任何比氦重的元素都稱為“金屬”。這包含了非常多的元素——事實上，我們迄今為止發現的 118 種元素中有 116 種屬於這一類。天文學家還談論恆星的“金屬丰度”——恆星中元素的質量分數，即金屬。金屬丰度是衡量恆星年齡的指標。或者更準確地說，是衡量有多少代以前的恆星已經存在、死亡並被回收以製造新恆星的指標。
恆星族群以發現的順序命名：I、II 和 III。第一族恆星最先被發現，但最後形成，並且是最年輕的恆星。因此，它們具有最高的金屬含量。太陽是第一族恆星。第二族恆星的金屬含量低於第一族恆星。第三族恆星理論上根本沒有金屬含量，但尚未觀測到。但尚未。
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這帶來了一個問題。
有人提出，低質量恆星不應該能夠在早期宇宙中形成，因為原始星際介質——由氫、氦和微量鋰組成的 газовый 和塵埃，充滿了早期宇宙，並且今天仍然存在於恆星之間——不包含足夠的金屬。
為了解決第一個金屬來自哪裡以及為什麼我們沒有看到任何沒有金屬的恆星這兩個問題，天體物理學家提出，也許只形成了高質量的零金屬丰度恆星。這些恆星的質量約為太陽質量的 100 倍，並且由於恆星質量和壽命之間存在反比關係，它們的壽命將在（相對的）瞬間結束。當這些恆星接近生命末期時，它們將能夠在核心中融合元素週期表中的前 26 種元素——直到鐵。一旦它們以超新星爆發，新形成的元素就會廣泛散佈到整個宇宙，並在新恆星形成時新增到混合物中。
這些恆星將提高星際介質的金屬含量，並允許形成質量較低和金屬丰度較高的恆星。第二代恆星將是第二族恆星。
但是（難道總有一個“但是”嗎？）一組由德國海德堡大學的伊麗莎貝塔·卡法烏 (Elisabetta Caffau) 領導的天體物理學家最近宣佈，他們發現了一顆低質量恆星，它的金屬丰度也很低。
這顆恆星位於銀河系暈中，其金屬丰度低於以往觀測到的任何其他恆星。簡而言之：這顆名為“SDSS J102915+172927”的恆星不應該存在。卡法烏和她的同事本月早些時候在《自然》雜誌上發表了他們的發現。
這顆恆星名字的第一部分是因為它是在斯隆數字巡天 (SDSS)中編目的，第二部分是因為它在天空中的位置。該論文的合著者西蒙娜·扎吉亞 (Simone Zaggia) 製作了一個精彩的動畫，展示了這顆恆星在銀河系中的路徑。
卡法烏的團隊使用智利歐洲南方天文臺甚大望遠鏡 (VLT)的 X-Shooter 和 UVES 光譜儀分析了這顆恆星的成分。光譜儀是將來自恆星的光分解成顏色成分的儀器，以查明恆星包含多少每種元素。當他們這樣做時，他們發現這顆恆星不包含碳、氧或氮。
以前已經見過低質量、低金屬恆星，但這些恆星往往富含碳、氮和氧。人們認為碳和氧是低質量恆星形成的關鍵，因為它們在恆星形成過程中冷卻了星際介質中的氣體和塵埃。一顆沒有碳或氧的低質量恆星的存在似乎表明，我們認為低質量恆星形成所需的這兩種元素的必要水平實際上根本不是必要的。如果是這種情況，那將意味著早期宇宙中恆星的多樣性將大大增加。
卡法烏和她的團隊不認為 SDSS J102915+172927 是一個異常現象。他們預計，在 VLT 可以分析的恆星中，有 5 到 50 顆恆星，甚至在整個 SDSS 樣本中，都會有與這顆最新發現的最原始恆星相似或更低的金屬丰度。
這顆新發現的恆星可能表明，如果我們再深入挖掘一下，我們可能會發現，就多樣性而言，宇宙中最古老的恆星與最年輕的恆星並沒有那麼不同。
參考文獻
Caffau E, Bonifacio P, François P, Sbordone L, Monaco L, Spite M, Spite F, Ludwig HG, Cayrel R, Zaggia S, Hammer F, Randich S, Molaro P, & Hill V (2011). 銀河系暈中一顆極其原始的恆星。《自然》，477(7362), 67-9 PMID: 21886158