含铁量仅为太阳的1/43000，天文学家发现罕见的“宇宙化石”

【文/观察者网 陈思佳】据美国太空新闻网站“Space.com”3月19日报道，天文学家近日发现一颗罕见的星族II恒星，铁含量仅为太阳的四万分之一，为银河系外已知铁含量最低的恒星。天文学家表示，这种恒星是宇宙中罕见的“恒星化石”，保留着宇宙第一代恒星留下的印记。

这颗恒星被命名为PicII-503，位于绘架座II（Pictor II）矮星系，距离地球约15万光年。美国斯坦福大学研究员阿尼鲁德·奇蒂领导的团队使用维克托·M·布兰科望远镜的暗能量相机（DECam）对这颗恒星进行了研究，识别出这是一颗金属含量极低的星族II恒星。

PicII-503是首颗在暗弱的矮星系中发现的星族II恒星。研究团队结合DECam的调查数据、甚大望远镜（VLT）和麦哲伦-巴德望远镜的观测数据，发现PicII-503具有铁和钙含量偏低的特征。

研究显示，这颗恒星的铁含量仅为太阳的1/43000，钙含量仅为太阳的1/160000，是人类在银河系外发现的铁和钙含量最低的恒星。但PicII-503的碳含量非常高，碳铁比是太阳的1500倍以上。

美国国家科学基金会国家光学红外天文研究实验室（NOIRLab）项目主任克里斯·戴维斯表示：“这样的发现可以说是宇宙考古学，发掘稀有的‘恒星化石’，它们保留着宇宙第一代恒星留下的印记。”

天文学家观测到的位于绘架座II矮星系的星族II恒星PicII-503 托洛洛山美洲际天文台

宇宙中的第一代恒星被称为星族III恒星。天文学家认为，第一代恒星诞生时，宇宙中只有氢、氦和极少数较重元素，因此这些恒星主要由氢、少量的氦和极微量的金属构成。第一代恒星的核心中“锻造”了最早的碳和铁，在恒星死亡并发生超新星爆发后，这些物质被抛洒到星际介质中。

富含这些金属的星际气体和尘埃云最终冷却和坍缩，形成第二代恒星，即星族II恒星。得益于第一代恒星“贡献”的重元素，第二代恒星的金属含量更高。太阳是第三代恒星，即星族I恒星，这些恒星的金属含量要比第二代恒星更多。

天文学家将星族II恒星视为“恒星化石”或“时间胶囊”，它们记录了宇宙化学增丰过程中的重要阶段。

奇蒂在一份声明中表示：“考虑到这类天体极其稀有，能发现一颗明确保留第一代恒星所产生的重元素的恒星，几乎已接近我们此前认为的极限。PicII-503呈现出迄今为止在所有超暗矮星系中测得的最低铁含量，为我们提供了一个前所未有的窗口，用于观察原始系统中最初的元素形成。”

研究团队推测，PicII-503极高的碳铁比，可能是由于星族III恒星发生超新星爆发时能量较低，导致碳这类较轻元素被抛入星际介质，铁这类较重元素回落到超新星残骸中。

研究团队指出，PicII-503所在的矮星系是已知规模最小的矮星系之一，引力影响较弱，这一事实也能够支持“星族III恒星在低能量超新星爆发中死亡”的推测。

相关研究已于当地时间3月16日发表在期刊《自然·天文学》上。

奇蒂表示：“最让我激动的是，我们观测到了原始星系中最初元素生成的结果，这是一项基础性的观测。这一发现还与我们在银河系金属含量最低的晕族星中看到的特征清晰对应，将它们的起源与这些得到第一代恒星增丰的天体联系在一起。”

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