在大爆炸之后,宇宙诞生了.但是第一缕闪烁着的光芒是如何出现的呢?科学家研究发现,它来自于比太阳还大100倍左右的宇宙第一颗星星.当氢元素和氦元素组成的原始气体云坍塌时,这颗星星诞生了.
3位天体物理学家用一台高级的超型计算机模拟研究了宇宙大爆炸后第一颗星星的形成过程.宇宙大爆炸指的是120亿年之前物质和能量的巨大爆炸,大爆炸产生了后来的宇宙.
科学家在本期《科学》杂志上发表论文说,在大爆炸之后不久,早期宇宙开始形成一些物质.最初是均匀的比原子更小的粒子和射线的混合物,然后从这种均匀的混合物中产生了气体云,它们和看不见的暗物质一起存在.暗物质的存在现在还只能从它对天体的吸引力来证明.
哈佛大学的论文第一作者亚伯说,这些气体云在某些点达到了临界物质条件,然后它们开始朝自己内部坍塌.这种源于重力的坍塌最终形成了巨大而明亮的星星,这种星星和今天存在的任何星星都不一样.
这些最初的星星非常巨大,其重量范围大约在太阳的30到300倍,最有可能是100个太阳重.
“第一颗星星大约形成在大爆炸数亿年之后,”亚伯说.“形成它的物质只有氢气和氦气,因此它比普通的星星更明亮、更炽热、更巨大.”
科学家现在只能推断这种星星当时在宇宙中形成的数量.“我们当然无法知道确切的数字.在我们所在的银河系区域,当时应该有能力形成大约10000颗这样的天体.”亚伯说.
和亚伯一起写作这篇论文的是加利福尼亚大学圣地亚哥分校的麦克尔·诺曼和麻省理工学院的格雷·布里安.
因为这些理论上的星星现在早已不在了,科学家于是通过模拟手段来研究它们的形成过程.
科学家认为他们的模拟提供了迄今为止原始星球形成的最好证据.而且可能会有助于解答长期以来关于第一颗天体性质的激烈争论.
“最初物体的性质原来是不知道的——它们是恒星呢,还是黑洞,或者是木星大小的物体?我们的研究发现它们是巨大的恒星.”亚伯说.
他说,另一个惊人的发现是,氢气和氦气的巨大气体云坍塌后形成了一个巨大的星星,而不是一群小星星.
“令人吃惊的是,我们发现这些巨大的恒星孤立形成.”亚伯说,“在我们自己的银河系内,绝大多数星星是成群形成的.但我们发现,在星系形成前,恒星是单独形成的.”
论文共同作者诺曼说,在这些恒星的核心,热核反应像熔炉一样把氢元素和氦元素铸造成了更重的元素.
科学家相信,经过恒星一代一代的演变——每一代都是由上一代的残骸形成的,才逐步形成了现在在星球上和宇宙其他地方发现的丰富多样的元素.
诺曼说,在大爆炸形成后的最初10亿年,宇宙中最先形成的较重的元素通过恒星爆炸释放分散开来.(蓝光)
