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发现-远古球状星团的遗迹,这是“最后的同类”

包括卡耐基的Ting Li和Alexander Ji在内的一组天文学家发现了由一个古老球状星团的残留物组成的恒星流,20亿年前,这个球状星团被银河系的引力撕裂,当时地球上最复杂的生命形式是单细胞生物。这一惊人的发现发表在《自然》杂志上,颠覆了关于这些天体是如何形成的传统看法。

想象一下,一个球体由一百万颗恒星组成,它们被引力束缚在一起,绕着一个星系核心旋转。这是球状星团。银河系中大约有150颗这样的恒星,它们形成了一个脆弱的光晕,包围着我们的星系。

但是产生了新发现的恒星流的球状星团的生命周期与我们今天看到的球状星团非常不同。

“这是恒星考古学,发现了一些古老的东西的残余物,这些残余物随着一个更近的现象被扫过,”纪解释说。

利用英澳望远镜,南恒星流光谱调查合作组织S5揭示了这条射线流。由李领导的这项计划旨在绘制南半球恒星流的运动和化学过程。

在本研究中,协同研究的重点是凤凰星座中的一串星群。

李说:“组成凤凰流的球状星团残骸在数十亿年前被破坏,但幸运的是保留了它在宇宙早期形成的记忆,我们可以从它恒星的化学成分中读到这一点。

该小组测量了较重元素的丰度——天文学家称之为恒星的金属丰度。

一颗恒星的构成反映了它诞生的星系气体云。更早的几代恒星向这些物质播下了它们在生命中产生的重元素,那么这些恒星就被认为是更丰富的,或者说更金属的。因此,一颗非常古老、原始的恒星,几乎没有重元素。

“我们真的很惊讶地发现凤凰流与银河系中其他球状星团有明显的不同,”该研究的第一作者、悉尼大学的甄万解释说。“尽管星团在数十亿年前就被摧毁了,我们仍然可以断定它形成于宇宙早期。”

由于其他已知的球状星团由于存在由早期恒星形成的重元素而富集,理论上认为球状星团的形成需要有最低丰度的重元素。

但是凤凰流的前身远远低于这个预测的最小金属丰度,给之前关于球状星团是如何诞生的观点带来了一个重大问题。“一种可能的解释是凤凰流代表了它的最后一种类型,是一群球状星团的残余,它们诞生在与我们今天看到的完全不同的环境中,”李说。

研究人员提出,这些“不再与我们为伴”的球状星团被银河系的引力逐渐耗尽,并被撕成碎片。其他古老球状星团的残余也可能以微弱的流的形式存在,在它们随时间消散之前,仍可被发现。

“还有很多理论工作要做,现在有很多新的问题需要我们去探索星系和球状星团是如何形成的,”合著者、同样来自悉尼大学的杰兰特·刘易斯说。

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