韦伯望远镜助我国科学家发现宇宙第一代恒星，它们是如何形成的？

大家都知道太阳已经有50亿年的历史，但是宇宙已经有138亿年，所以在太阳诞生之前，宇宙就已经演变了88亿年。实际上天文学家认为最早在宇宙诞生5,000万到1亿年后，第一代恒星就出现了。

那么我们能看到宇宙中诞生的第一批恒星吗？这当然是可以的！据《科技日报》7月31日报道：中国科学院大学的一个天文学研究团队基于詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）近红外光谱仪采集的数据，分析出了一个132亿年前的高红移星系的星族与星际介质的物理性质。并且认为该星系中应该存在宇宙诞生后的第一代恒星天体。

现代宇宙学理论认为宇宙是发生在138亿年前的大爆炸中诞生的，之后也经过了1~2亿年，宇宙中的第一代恒星开始发出宇宙中最早的光辉，点亮了宇宙的星火。

不过宇宙中诞生的首批恒星大多数都是大质量恒星，质量在太阳的10倍以上，其星体活动剧烈，内部能通过核聚变迅速制造各种重元素，特别是大量的金属元素，但是这类大质量星体的主序星阶段都很短暂，大多数都不超过1亿年，多数在几百是几千万年，其中的一部分会通过超新星爆发瞬间产生铁以及比铁更重的元素，但也有一些会形成黑洞。

但是要找到宇宙诞生后的首批恒星实在太难了，因为这些古老的恒星有可能被一些中性气体云包裹着，但富含首批恒星的古老星系则更容易被发现。

中国科学院大学的研究团队就是利用了目前全球最先进的光学空间望远镜，美国航空航天局、欧洲航天局和加拿大国家航天局联合研发的红詹姆斯·韦布空间望远镜的观测数据，在遥远的宇宙深空中发现了一个含有强大紫外辐射源的星系，并且认为这些紫外辐射源可能来自该星系中的首批大质量恒星活动。

在研究中，该团队进行了精细的光致电离模型模拟实验，发现这个星系的光谱等特性与含有早期大质量恒星的假设相符，即该星系包含第一代恒星和早期的后代恒星。相关研究成果已经在线发表于《天体物理学杂志快报》。

那么这个星系中是如何出现第一代恒星的呢？一般认为，第一批恒星形成于宇宙初始阶段密度较大的气体云中，在这些以氢和氦为主的气体云中，物质富集的区域中引力也会逐渐增强，而在自身引力的作用下，气体云核心位置的密度会越来越大，压力作用下它会开始坍塌，形成星体的最初形状。

在坍塌过程中，原子运动速度加快，相互碰撞并转化为热能，使气体云的温度和压力不断升高。当星体中心的温度达到大约为1000万摄氏度时，氢原子开始发生电离并发生核聚变反应，并释放出巨大的能量，第一代恒星也就由此诞生了。

恒星内部核聚变产生的能量以辐射的形式向外传播，形成恒星的光和热。同时，辐射压力与引力也会达到平衡，从而阻止了气体云的进一步坍塌，这使恒星得以稳定存在。

值得一提的是，由于第一批恒星中没有重元素（如氧、碳等），它们的辐射能力相对较弱，因此不能迅速冷却。这意味着只有更大、更重的团块才能形成恒星。因此，第一批恒星的平均质量是太阳的10倍左右，有的甚至达到太阳质量的数千倍，只有极少数质量较小的恒星和太阳类似。

不同质量恒星的存在时间不同，最后形成的星体也不一样，在太阳质量30倍以上的星体，存在时间通常在2,000万年以下，最后会形成黑洞。在太阳质量8~30倍以下的星体存在时间在3亿年以下，最后会形成中子星；在太阳质量0.8~8倍的星体存的时间在200亿年以下，最后会形成白矮星；在太阳0.8倍以下的则可以存在数百甚至数千亿年，是在宇宙早期形成的这类恒星至今大多数仍然存在。

因此，中国科学院大学的天文研究团队新发现的高红移星系中存在的第一代恒星，其数量应该也是极少的。