科学家在紧邻我们的星系中发现了宇宙中最古老的恒星之一

科学家们已经确定了银河系之外已知最古老的恒星之一。这一发现于三月在《自然天文学》杂志上报道，揭示了在大麦哲伦云（LMC）——银河系的一个卫星星系——早期宇宙时期的一个遗迹，它揭示了太阳尚未存在之前的时间条件。

大麦哲伦云是银河系的一个卫星星系，它是一个矮星系，位于南半球的夜空中，肉眼可见。LMC与银河系的关系非常密切，它受到银河系的引力影响，并且预计将在大约24亿年后与银河系合并。

LMC距离地球大约16.3万光年，是少数几个科学家可以进行详细研究的星系之一。它富含气体和星际物质，并且正在经历显著的恒星形成活动。这种恒星形成的活跃可能是由于银河系的潮汐力影响，银河系的潮汐力也从LMC中剥离了一些恒星和星际物质，形成了麦哲伦星流。LMC内部已经发现了60个球状星团、400个行星状星云、700个疏散星团以及数十万计的巨星和超巨星。它有一个由年老红色恒星组成的棒状核心，外面环绕着较为年轻的蓝色恒星。宇宙在大爆炸之后，诞生的第一批恒星，不过在后来的数十亿年间，就已经逐渐死亡，因此没有留下任何可以讲述早期宇宙故事的恒星。但这些恒星祖先的痕迹被保存在了形成并一直存活至今的第二代恒星中。

这些古老恒星的外层“保留了它们诞生时气体云的化学成分”，因此揭示了第一代恒星的组成，这些恒星在云中播下了新的化学物质，芝加哥大学的天体物理学家、该研究的主要作者阿尼鲁德·奇蒂表示，这些恒星的组成为我们提供了一个窗口，可以窥见数十亿年前恒星形成时元素早期产生的情况，他说最早的恒星在数十亿年前，大爆炸后不久就闪耀着生命之光。它们是由当时唯一大量存在的元素构成的巨兽：大约四分之三是氢，四分之一是氦。这些巨人迅速燃烧完它们的核燃料，脱落它们的外层，然后作为超新星爆炸，用它们核心内锻造的新、更重的元素污染了它们的恒星邻居。

当第二代恒星从第一代恒星丰富的气体云中诞生时，这些恒星的灰烬进入了混合物。这个周期持续进行，构建了越来越重的元素，甚至在宇宙中播下了生命的基石。这是我们呼吸的氧气来源，我们骨骼中的钙，以及我们血细胞中的铁。通过测量恒星中这些元素的数量，天文学家可以估计它的年龄。积累的“灰烬”越少，恒星就必须越老，而年轻的恒星则从许多早期代积累了大量的元素。进入现代天文学以来，天文学家表示第一代恒星从未被观测到，但他们已经在我们星系中发现了一些古老的第二代恒星。这些化石非常罕见。在我们星系中，不到十万分之一的恒星来自那个第二代。“你真的是在大海捞针，”奇蒂在一份声明中说。

从这些遗迹中，天文学家已经了解到我们星系早期的许多条件。现在，他们想要了解银河系是否典型，或者那些条件在其他星系中是否不同。因此，为了回答这个问题，研究作者将目光转向了我们最近的银河邻居之一，大麦哲伦云。从南半球肉眼可见，大麦哲伦云比银河系小，并且注定在大约24亿年内与银河系合并。奇蒂说表示大麦哲伦云之所以引人注目，是因为它几乎是一个主要的星系，并且直到最近才被银河系的引力捕获。

团队在欧洲航天局的盖亚太空望远镜收集的数据中搜索了大麦哲伦云中的古老恒星。他们使用智利的6.5米麦哲伦望远镜进行了后续研究，并鉴定出10颗恒星，这些恒星的铁含量大约是其他大麦哲伦云恒星的100倍，这意味着它们非常古老。其中一颗脱颖而出。被称为LMC-119的恒星，它的宇宙污染比任何已知的银河系外恒星都要少。这表明它是由仅由一个超新星丰富的气体形成的，并且是LMC-119是第二代恒星并且非常古老的明确标志。

奇蒂说我认为LMC-119很可能至少有130亿岁，相比之下，宇宙本身估计有138亿年的历史。当它的最早恒星形成时，它大约距离我们600万光年。这将早期的大麦哲伦云与早期银河系中形成的第一代恒星的喷射物隔离开来。这意味着大麦哲伦云的古老恒星可以告诉天文学家另一个星系的婴儿条件。有趣的是，LMC-119的碳含量比我们星系中的古老恒星要少得多。这暗示了这两个星系中重元素积累方式的以前未知的差异，并表明我们年轻的星系的环境可能与大麦哲伦云不同。

“能够开启大麦哲伦云的恒星考古学，并且能够如此详细地绘制出第一批恒星如何在不同区域化学丰富了宇宙，这真的很令人兴奋，”奇蒂说，他认为在大麦哲伦云中还有许多这样的古老恒星等待被发现。

奇蒂现在正在领导一个新的项目，使用智利的布兰科4米望远镜和设计用来识别银河系和我们银河邻居中最古老化石恒星的设备，拍摄南天四分之一的天空。通过揭示这些遗迹，天文学家希望更好地描绘出恒星是如何用构成我们周围所有事物的元素丰富宇宙的。