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科学家最新研究揭示宇宙最早恒星如何诞生

NASA的SOFIA(平流层红外天文观测台)确定了一种分子的存在,它是宇宙大爆炸之后所形成的第一种分子。同时,它更是是氦和氢的结合物,即氦氢化物。该天文台从地球上探测到大约3000光年,这种分子的位置存在于行星状星云 NGC 7027之中。并且,这颗星云和太阳恒星的尘埃残余特别类似。关于该研究的详细内容,研究成员已发表在“自然”上。

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计算机模拟宇宙中第一颗恒星是如何诞生的

始于恒星生命尽头的行星状星云

据国外媒体报道,日前,科学家最新研究揭示宇宙中最早的恒星是如何诞生的。他们称,恒星诞生之初的原始物质仅是氢和氦,当宇宙大爆炸之后的3分钟内,氢、氦等物质将聚集在一起,它们是产生恒星的主要因素,在聚集过程中通过核聚变反应,恒星产生碳、氧、镁、硅和其它形成行星和原始生命的原物质。

行星状星云,其实就是在太阳般的恒星走到生命尽头时所形成,此时的它们会发生一系列的变化,这其中包括:它们的的外壳炸开并萎缩成了白矮星,而后慢慢冷却变成了水晶球。当恒星在垂死的边缘时,内部环境会慢慢变冷,这个过程中还会散发出足够的热量,这些热量的作用是剥离其他电子附近的氢原子,而后将原子转化为HeH ,最后才形成所需的裸质子。

但宇宙中第一颗恒星是如何诞生的呢?美国哥伦比亚大学一项最新研究通过简单的反应解释了宇宙最早恒星的形成过程。

天文学家们想要检测到HeH 本身并非易事,哪怕是和我们地球距离最近的行星状星云也不例外,因为它所发出的红外波长能轻易的被地球的行星大气所掩盖。在这项研究中,科研人员正是解决了大气雾霾的问题。因为,这个高科技望远镜安装在平流层红外天文观测台的移动飞机上。在垂死恒星周围探测氦氢化物的这种红外特征,标志它在现代宇宙中存在的第一个“明确证据”。与此同时,还证实了先前关于稀有分子最早形成的理论。

篮球世界杯冠军竞猜,哥伦比亚大学天体物理学实验室资深研究科学家丹尼尔:沃尔夫:萨文说:“遵循我们所掌握的一系列宇宙活动事件,我们将了解宇宙最早的恒星是如何诞生的。”萨文和同事将这份研究报告发表在7月2日的《科学》杂志上。

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萨文的研究详细描述了宇宙大爆炸之后数百万年发生的关键化学反应——“结合性反应(associative detachment)”,该反应可以使宇宙初生云变冷却、凝结并形成宇宙第一个恒星。

原子结合和氢化氦背后的宇宙环境

萨文说:“为了更好地理解宇宙第一个恒星是如何形成的,我们需要知道初生云是如何让这些原物质冷却的。氢分子在初生云周围散射热量,因此我们要知道在初生云中氢分子的数量。这要求进一步理解氢分子形成的化学过程。我们对此进行了细致地研究。”

曾经,科学家们认为:在宇宙大爆炸之后的几十万年里,因为宇宙的环境太热且充满了辐射,所以原子结合在了一起,只存在数量较少的几种原子,这其中包括锂、氦和氢。但这项新的研究却说明,宇宙大爆炸只是在发生之后的十万年,就已经形成了冷却的环境,并使得氦和氢结合,而后形成了氢化氦的分子。

当两个氢原子相遇并彼此结合在一起,便形成了氢分子。萨文带领研究小组对氢分子形成的可能性进行了分析,结果显示氢原子结合的概率远高于之前的预想。

在地球上,HeH 是已知物质中最强的酸,它的最早合成时间是1925年,地点是在实验室。由氢和氦制成的它,含有宇宙中最丰富的这两种元素。科学家们在此之前就已经预测过:这是138亿多年前,第一批大爆炸核反应堆中出现的物质。当质子、中子和电子可以在原子中并排存在,那么,此时的宇宙自然是相对冷却的,这也是第一个形成的分子。

《科学》杂志发表论文摘要

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