宇宙中已知最古老的恒星发现于银河系的“光环”中

麻省理工学院 (MIT) 的一个研究小组发现了宇宙中最古老的三颗恒星。令他们惊讶的是，这些恒星并不位于只有超强大的詹姆斯·韦伯太空望远镜才能发现的某个遥远星系中。根据 5 月 14 日发表在《皇家天文学会月刊》上的一项研究，它们位于我们自己的银河系附近，位于银河系的“光环”内。

银河系的晕是一团恒星云，它包围了我们银河系的所有主星系盘。研究小组认为，这三颗恒星形成于 120 亿至 130 亿年前，当时我们的宇宙刚刚开始形成。他们将这些恒星称为小吸积恒星系统恒星（简称 SASS），每颗恒星都可能属于自己的小星系，这些小星系在某个时间点被更大且仍在增长的银河系吸收。这三颗恒星现在是它们以前星系的全部残余。

据研究小组介绍，它们围绕着银河系的边缘运行，那里可能潜伏着更多古老而持久的恒星。

麻省理工学院天文学家和天体物理学家安娜·弗雷贝尔在麻省理工学院新闻发表的声明中表示：“根据我们对星系形成的了解，这些最古老的恒星肯定应该存在。它们是我们宇宙家族树的一部分。现在我们有了找到它们的新方法。”

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这项研究源自 2022 年秋季学期开始的课堂概念，当时 Frebel 开设了一门名为“观测恒星考古学”的课程。在课堂上，学生们学习了分析古代恒星所需的技术，然后将它们应用于尚未研究过的恒星以确定其起源。其中包括几名本科生和应届毕业生，他们现在是这项新研究的合著者。

这项研究的共同作者、麻省理工学院 2023 届毕业生希拉里·安达莱斯 (Hillary Andales) 在一份声明中表示：“虽然我们的大多数课程都是从头开始讲授的，但这门课程让我们立即走在了天体物理学研究的前沿。”

该班正在寻找大爆炸后不久形成的古老恒星——大约 138 亿年前。当时宇宙主要由氦和氢组成，没有大量其他化学元素，如钡和锶。该班仔细研究了弗雷贝尔多年来从智利拉斯坎帕纳斯天文台的麦哲伦-克莱望远镜收集的数据。他们正在寻找星光测量（或光谱）表明锶和钡丰度较低的恒星。

他们重点研究了麦哲伦望远镜在 2013 年至 2014 年间首次观测到的三颗恒星。天文学家尚未解释它们的光谱并推断其起源，因此它们是该课程研究的可靠候选对象。

他们的分析显示，这三颗恒星的锶和钡丰度都非常低。与我们的太阳相比，它们的其他元素（包括铁）含量也很低。其中一颗恒星的铁与氦的含量不到如今太阳的 1/10,000。低化学丰度有力地暗示这三颗恒星最初形成于大约 120 亿至 130 亿年前。

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麻省理工学院本科生阿南达·桑托斯在一份声明中说：“我花了很多时间盯着电脑，调试了好久，疯狂地发短信和发电子邮件才搞清楚了这个问题。这是一个巨大的学习过程，也是一次特别的经历。”

Frebel 计划于今年秋季学期重新开设这门课程。随着该团队继续发现类似的 SASS 恒星，他们希望将它们用作超暗矮星系的替代品。这些星系被认为是宇宙中第一批幸存的星系。虽然它们今天仍然活着，但它们距离太远，天文学家无法进行深入细致的研究。由于 SASS 恒星可能曾经属于类似的矮星系，但距离我们更近，而且位于我们自己的星系中，它们可以帮助天文学家更好地了解超暗矮星系是如何演化的。

弗雷贝尔说：“现在我们可以在银河系中寻找更多更明亮的类似恒星，并研究它们的化学演变，而不必追逐这些极其暗淡的恒星。”