宇宙第一批恒星留下的独特耀斑可以被新一代太空望远镜探测到

耶鲁大学和香港大学的天文学家提出了一种寻找宇宙第一批恒星的新策略，通过寻找它们最后炽热耀斑的迹象的方式，因为第一批恒星留下的独特耀斑有机会被新一代太空望远镜探测到。第一批恒星最初不含金属，主要由氢和氦组成。不过，它们最终开始在内核中产生金属，成为通往数十亿年后形成的恒星的桥梁。

多年来，科学家们一直在寻找"第三族群"恒星的直接证据，这些恒星是宇宙大爆炸后几亿年点亮宇宙的第一代恒星。这些第一代恒星由早期宇宙的原始气体形成，在宇宙演化和后代恒星的发展过程中发挥了至关重要的作用。

据预测，"第三族群"恒星在其他方面也与众不同。预计它们比地球太阳和其他更年轻的恒星质量更大、温度更高；它们的寿命也更短。然而，这些首批恒星尚未被观测到。研究人员说，找到它们的关键在于寻找它们留下的耀斑。

约瑟夫-S-和索菲亚-S-弗鲁顿（Joseph S. and Sophia S. Fruton）天文学讲座教授、耶鲁大学文理学院（FAS）物理学教授普里亚姆瓦达-纳塔拉詹（Priyamvada Natarajan）说："詹姆斯-韦伯太空望远镜（JamesWebb Space Telescope）最近探测到的第一批黑洞表明，它们也是与第一批恒星同时出现的。"

纳塔拉詹说："我们意识到，距离黑洞太近的群体III恒星被撕裂时产生的焰火应该可以被探测到。"

艺术家描绘的潮汐扰动事件。图片来源：Ralf Crawford/太空望远镜科学研究所

在这项新研究中，研究人员提出，如果一颗"第三族群"恒星遭遇黑洞，由此产生的"潮汐破坏事件"（TDE）--黑洞将恒星撕裂--将产生一个特别明亮的耀斑--足够明亮和持久，足以跨越数十亿光年到达今天的地球。更重要的是，耀斑会有一个可识别的"特征"，天文学家可以辨别出来。

"由于高能光子从非常遥远的距离发出，耀斑的时间尺度会因宇宙膨胀而被拉长，"研究小组首席研究员、香港大学天文学家戴瑾说。"这些TDE耀斑将在很长一段时间内升起并衰减，这使它们有别于附近宇宙中太阳型恒星的TDE"。

该研究的第一作者、香港大学的 Rudrani Kar Chowdhury 说，重要的是，耀斑的光波长也被拉长了。她说："TDE发出的光学和紫外线在到达地球时会被转换成红外线波长。"

这种红外光可以被探测到，美国国家航空航天局的两个旗舰任务 - 詹姆斯·韦伯太空望远镜和即将发射的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜--都有能力探测红外线发射--即使是在很远的地方。

"罗曼具有同时观测大面积天空和窥探早期宇宙深处的独特能力，这使它成为探测这些波普III TDE耀斑的一个很有前途的探测器，"Natarajan说。"这可能是我们推断第三族群恒星存在的唯一方法"。

研究人员说，这种发现在未来十年是有可能实现的。

编译来源：ScitechDaily