宇宙中第一批恒星是什么时候诞生的,它们现在怎么样了?

科幻船坞


答:宇宙第一代恒星的具体形成时间还没有定论,预计在宇宙大爆炸后数千万年;目前发现最古老的恒星,有136亿年(宇宙大爆炸后大约1亿年)的历史.


根据宇宙大爆炸理论,我们宇宙诞生于137亿年前的一次暴涨(最新数据为138.2亿年),在暴涨后的一段时间里,宇宙平均温度都很高。

数千万年后,宇宙中分布着由氢元素和氦元素构成的气体云团,这些物质在引力作用下开始聚集,并形成了恒星,也就是宇宙中的第一代恒星,而且以大质量恒星居多。


恒星质量越大寿命越短,这些大质量恒星的寿命从1000万年~1亿年不等,最后以超新星爆炸的方式结束生命,并生成各种金属元素和重元素抛向四周,这些金属元素将成为下一代恒星的组成物质。

第一代恒星的特点是金属丰度低,通过恒星光谱学可以发现这类恒星,不过第一代恒星要想演化到现在,其质量必须非常小(略大于7%倍太阳质量),这样的恒星寿命高达数百亿年。


目前,天文学发现最古老的恒星是SMSS J 0313-6708(缩写SM 0313),SM 0313是一颗位于银河系内的恒星,距离地球6000光年,其铁元素丰度只有太阳的千万分之一,属于贫金属恒星。

这就意味着,SM 0313是一颗早期恒星,据测算,SM 0313的年龄大约为136亿年,加上年龄的不确定度,估计这颗恒星形成于宇宙大爆炸后1~2亿年。

SM 0313应该不是第一代恒星,因为它的铁元素丰度明显高于理论预言值,很可能是第一代恒星喷发出来的气体云团聚集而成;目前,科学家还未发现第一代恒星的踪迹。


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137亿年前,宇宙诞生于一次大爆炸。爆炸之前?没有之前,那是一切开始的时刻,它“之前”没有时间与空间。


大爆炸发生五千万年后,第一代恒星就形成了。那时的宇宙中绝大多数成分是氢,另外还有极少量氦和微量锂。第一代恒星普遍没有卫星,并且十分巨大,金属丰度接近零。为了平衡巨大的质量,它们必然要以极高的速率进行聚变反应,否则就会坍缩成黑洞。高速聚变使它们非常亮,但也造成了它们非常的“短命”,形成五千万年后它们就爆发终结了。

对于恒星最后的归宿,现在主流理论认为只有三种:白矮星、中子星和黑洞。对于太阳这样,金属丰度很高的第三代恒星而言,这是正确的;但对于金属丰度极低的第一、二代恒星而言就未必了。我认为,早期的恒星一定还有另一种结束方式:灰飞烟灭。



不用摆理论谈LA型爆发,只要推理一下就能明白:如果恒星“死亡”后只有那三种结局,那么如今银河系中应该有非常多的白矮星、中子星或黑洞,实际呢?它们在哪儿?并没发现那么多呀。难道太阳就是颗第一代恒星?那太阳系中那么多比铁还重的元素是哪里来的?

综上所述,第一代恒星早已经在136亿年前就爆炸并成为一片星云了。在这片残骸星云中,又相继诞生了第二代和第三代恒星。前两代恒星产生(剩余)的物质在哪?它们构建了现在的太阳系,它们就在我们的身体里。



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宇宙中第一批恒星是什么时候诞生的,它们现在怎么样了?

第一代恒星理论上的产生于宇宙大爆炸后数千万年至1亿年左右,其实这一亿年是个非常漫长的时间,当然这和大爆炸时后宇宙中重元素缺乏有关,仅仅只有氢以及大爆炸中产生的氦元素等形成恒星的方式也许只能由分布不均导致的坍缩中形成恒星!

这里出现了一个问题,因为第一代恒星中大部分都是已经走完生命的最后一程,成为超新星爆发形成黑洞或者中子星,导致我们很难确定它们的年龄,但还有最后一种方法,因为除了大质量的恒星之外还有初期形成的红矮星!这种低质量的恒星燃烧缓慢,寿命长达数百甚至上千亿年,因此在宇宙早期形成的恒星中,只有红矮星到现在还活着!

但又跑出来另外一个问题,我们银河系中绝大部分都是红矮星,比如太阳的质量超过银河系中90%以上的恒星,很明显这个90%中,至少有一半以上都是红矮星!那么多颗红矮星,我们怎么会知道这是第一代恒星呢?

只要大于8%的太阳质量就可以燃烧氢元素,但氦元素燃烧需要达到100%太阳的质量,那么就很简单了,因为红矮星无法燃烧氦元素,理论上第一代红矮星应该不会存在除了宇宙大爆炸时产生的元素,那么有吗?

SDSS J0023 + 0307是迄今为止发现的铁元素最贫的一颗恒星,它距离地球只有6000光年,位于银河系内!铁元素大约只有太阳的千万分分之一!

这表明它形成时间绝对够早,但仍然有铁元素的存在,这是第一代恒星中超新星爆发后的星云中形成的重要标志,当然也有可能是原始星云被超新星爆发的尘埃所污染,但肯定已经不是真正的第一代了,或者说是第一代晚期!

从理论上来看,这也许距离第一代恒星只有一步之遥,但如果要切实观测到第一代,或者仍需要努力,浩如烟海恒星的银河系形成与126±10亿年,有高达1000-4000亿颗恒星,也许就有一颗是我们想要找的!


星辰大海路上的种花家


我知道所有星球从哪里出来的,真可惜我不愿意告诉你们,


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