夜猫魔盒用户名和密码:科學家:宇宙第一批恒星可能是暗星

来源:百度文库 编辑:中财网 时间:2024/04/29 03:18:29
科學家:宇宙第一批恒星可能是暗星 

暗星藝術概念圖。科學家首次繪製出宇宙暗物質三維數字地圖。  中評社廣州12月5日電/一項最新研究顯示,如果推測屬實,在暗物質的推動下,宇宙中的第一批恒星可能一直是膨脹而成的龐然大物。這些“暗星”可能推遲了重元素的形成,重元素組成了從行星到人類的萬事萬物,其中包括宇宙的電離過程,該過程讓幾十億年前的光線穿越宇宙空間。 

  據新浪科技援引英國《新科學家》雜誌報道,理論家認為,第一批恒星在暗物質的發源地形成,大量氣態雲霧慢慢濃縮,它們的核心達到一定密度後開始產生核子融合。然而,聖克魯茲加利福尼亞大學的道格拉斯?斯波爾、安阿伯市密歇根大學的凱瑟琳?弗裏瑟和鹽湖城猶他大學的保羅?岡朵羅表示,以前的研究沒有考慮到暗物質的發源地對恒星形成的影響。他們在研究暗物質時,發現它對第一批恒星有著意義深遠的影響。 

  目前還不清楚這是一種什麼樣的影響,因為現在還沒有人知道暗物質是什麼,天文學家僅發現它對常規物質施加的重力牽引力。但是斯波爾和他的同事表示,如果像很多科學家預料的那樣,它是由相互作用微弱的大質量粒子或WIMP粒子組成,它將改變我們對早期宇宙的理解。他們利用一種被稱作“中性子”的候選WIMP粒子進行預測,結果發現,作為一種收縮的原始氣雲,它已經達到了極限密度,在暗物質粒子的束縛下,它們相互結合。它們在接觸時相互消滅對方,產生電子和光子,釋放出來的能量被堆積在雲團中。 

  紅外光 

  這個過程加熱了雲層,導致雲霧停止收縮,所以,它跟一般的恒星一樣,從暗物質湮滅中獲得的支持比從核子融合中獲得的更多。這種“暗星”的體積將和太陽一樣,並發出紅外光波。根據中性子的質量,它的體積可能會更大,它在我們的太陽系中的跨度可能大約是從太陽到天王星的距離的60倍。美國奧斯汀德克薩斯大學的沃爾克?布魯姆說:“將它稱作暗星有些用詞不當,它用來抵禦重力的內能來源與其他暗星的來源完全不同。它是一顆發出淡紅色光的氣態球體。”布魯姆是研究宇宙中的第一批恒星的專家,他不是這個科研組的成員。 

  現在這些恒星是否仍然存在?研究人員回答說,根據中性子的質量,它們很有可能仍然存在。斯波爾告訴《新科學家》雜誌說:“它們可能在我們的銀河系中飛來飛去。”如果是那樣的話,宇宙中的第一代恒星,即所謂的星族III恒星,將比我們以前認為的“更加與眾不同。”科研組成員弗裏瑟告訴《新科學家》說,除了氫和氦以外,幾乎宇宙中的所有元素都在恒星內進行鍛造加工,“第一批恒星只是這個過程的第一步。”如果第一批恒星是黑暗的, “這個過程可能被推遲甚至是中止。” 

  原始雲團 

  美國加利福尼亞州斯坦福大學的埃格爾?莫卡倫庫進行評論說:“我們通過這項研究可能會發現,早期恒星的形成和元素的合成與我們以前認為的有很多不同之處。如果果真如此,我們不得不證明暗物質存在於我們的每一個身體細胞中。”其他星族III恒星是在早期的星系中形成,而不是在孤立的暗物質發源地形成。它們釋放的第一批重元素導致宇宙產生。這顯示重元素不可能穿越太空,遍及整個宇宙,因為早期星系中的這些恒星主要集中在重元素充足的環境中,而其他環境就相對比較空蕩。如果天文學家能在宇宙中發現真正的原始氣態雲,他們就找到了能證明第一批恒星是暗星的線索。 

  同樣,科學家認為第一批恒星有助於宇宙大爆炸發生幾百萬年後的宇宙電離過程,這讓它能被紫外線穿透。這一現象涉及到“電離過程”,因為在宇宙大爆炸後,宇宙立刻變成由帶電粒子組成的“一碗滾燙的湯”。37萬年或更多年後,它們冷卻下來,達到離子與中性原子結合的程度。 

  微觀和宏觀 

  布魯姆表示,如果第一批恒星是黑暗的,這暗示出早期的侏儒星系中的恒星導致宇宙中出現二次電離。弗裏瑟說:“讓我感到興奮的其他事情是,我們可能將獲得新型恒星,並能設法尋找這些事物。”恒星中的暗物質湮滅產生微中子,南極的南極介子及中微子探測列陣和元穀冰鑽等探測器可能會發現這些微中子。預計將於2008年發射的美國宇航局的空望遠鏡(GLAST)飛船將能捕捉到在同一過程產生的伽馬射線光子的跡象。布魯姆表示,這項研究純屬推理,因為當提到暗物質的性能時,有很多自由度無法讓人信服。但是他說,該研究有助於填平有關粒子物理學的暗物質研究,和它對天文學物體的影響之間的鴻溝。他告訴《新科學家》雜誌說:“這是第一份將微觀物理學和宏觀物理學緊密結合的論文,它非常有意思。”