美國(guó)宇航局的羅馬太空望遠(yuǎn)鏡將搜尋宇宙中的第一顆恒星——或者它們被撕碎的尸體

2025-12-11 21:09:59 分類：探索 閱讀(33)

一幅插圖顯示了一個(gè)黑洞在潮汐破壞事件中撕裂了一顆大質(zhì)量恒星。（圖片來源：uux.cn拉爾夫·克勞福德（STScI））
（神秘的宇航宇宙地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（Robert Lea）：美國(guó)國(guó)家航空航天局即將推出的Nancy Grace Roman望遠(yuǎn)鏡可以利用被黑洞撕裂的恒星的可怕死亡來尋找宇宙中第一批恒星。
這些早期恒星被稱為（有點(diǎn)令人困惑）第三人口（Pop III）恒星，局的鏡濟(jì)南歷下區(qū)找小姐（小姐按摩）[微信1662+044-1662][提供外圍女上門服務(wù)快速安排面到付款不收定金與今天宇宙中看到的羅馬太陽(yáng)和其他恒星非常不同。這是太空體因?yàn)橛钪嬷羞€沒有充滿“金屬”，天文學(xué)家用這個(gè)詞來描述比氫和氦重的望遠(yuǎn)元素。
Pop III恒星在宇宙大爆炸后僅數(shù)億年就出現(xiàn)了，搜尋撕碎并且“金屬含量很低”，第顆的尸主要由氫和氦組成。恒星或它們也被認(rèn)為比太陽(yáng)大得多，美國(guó)們被濟(jì)南歷下區(qū)找小姐（小姐按摩）[微信1662+044-1662][提供外圍女上門服務(wù)快速安排面到付款不收定金也比太陽(yáng)熱得多。宇航宇宙這意味著Pop III比較小的局的鏡恒星更快地燃燒燃料進(jìn)行核聚變，而這些短暫的羅馬壽命使它們成為天文學(xué)家難以捉摸的目標(biāo)。
因?yàn)檫@些最早的太空體恒星負(fù)責(zé)鍛造金屬，這些金屬將成為下一代金屬含量較低的望遠(yuǎn)恒星的基石，研究它們是理解宇宙進(jìn)化的關(guān)鍵。新的研究表明，將于2027年發(fā)射的Nancy Grace Roman望遠(yuǎn)鏡（簡(jiǎn)稱Roman）可能有一種獨(dú)特的方式來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
Roman不會(huì)尋找完整的Pop III恒星，而是在它們偏離黑洞太近并在天文學(xué)家稱之為潮汐破壞事件（TDE）的事件中被摧毀后，尋找它們的殘骸。
研究小組成員、耶魯大學(xué)科學(xué)家Priyamvada Natarajan在一份聲明中表示：“由于我們知道黑洞很可能存在于這些早期時(shí)期，在它們吞噬這些第一顆恒星時(shí)捕捉到它們可能會(huì)為我們提供間接探測(cè)Pop III恒星的最佳機(jī)會(huì)。”。
羅曼將目睹第一顆恒星的毀滅
當(dāng)一顆恒星靠近黑洞時(shí)，它所遇到的巨大引力影響會(huì)在黑洞內(nèi)產(chǎn)生巨大的潮汐力。這導(dǎo)致恒星在垂直拉伸的同時(shí)被水平擠壓。組成恒星的物質(zhì)被轉(zhuǎn)化為恒星物質(zhì)的“面條”，這個(gè)過程被稱為“spaghettification”
然而，曾經(jīng)構(gòu)成這顆注定要滅亡的恒星的物質(zhì)并不能立即落入黑洞。相反，它聚集在黑洞周圍一個(gè)扁平的云中，稱為吸積盤。當(dāng)這種物質(zhì)盤旋并朝向黑洞時(shí)，它會(huì)升溫，發(fā)出一種在某些情況下可以在數(shù)十億光年外看到的輝光。
TDE本身是瞬態(tài)事件。這意味著，當(dāng)恒星被摧毀時(shí)，X射線、無線電、紫外線和光學(xué)波長(zhǎng)的光會(huì)出現(xiàn)短暫但強(qiáng)烈的耀斑。這就是TDE在本地宇宙中的出現(xiàn)方式，在那里Pop III恒星已經(jīng)不復(fù)存在。但這些暴力事件在130億光年左右的遙遠(yuǎn)距離上看起來卻截然不同。
這是因?yàn)椋?dāng)這些事件產(chǎn)生的光傳播時(shí)，空間的膨脹導(dǎo)致其波長(zhǎng)變長(zhǎng)，將其推入光譜的紅外部分——這種現(xiàn)象被稱為“紅移”
此外，TDE的瞬態(tài)性質(zhì)隨著其光在宇宙中傳播而發(fā)生變化。這是因?yàn)榧t移導(dǎo)致破壞Pop III的TDE在數(shù)百到數(shù)千天內(nèi)變亮，然后在長(zhǎng)達(dá)十年的時(shí)間內(nèi)消退。
香港大學(xué)博士后研究小組組長(zhǎng)Rudrani Kar Chowdhury說：“Pop III TDE的演化時(shí)間尺度非常長(zhǎng)，這是一個(gè)可以將Pop III TDME與其他瞬變區(qū)分開來的特征，包括超新星和像太陽(yáng)這樣的當(dāng)代恒星的TDE。”。

一位藝術(shù)家描繪了一個(gè)黑洞在TDE后吞噬恒星物質(zhì)的畫面。（圖片來源：uux.cn美國(guó)航空航天局/噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室加州理工學(xué)院）
團(tuán)隊(duì)成員表示，通過提供比哈勃太空望遠(yuǎn)鏡大200倍的宇宙全景視野，以及比這臺(tái)離子望遠(yuǎn)鏡快1000倍的巡天速度，Roman應(yīng)該是發(fā)現(xiàn)這些早期TDE的理想儀器。
雖然美國(guó)國(guó)家航空航天局的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）具有觀測(cè)這些遙遠(yuǎn)和早期TDE所需的功率，但它的視場(chǎng)也比羅曼的小得多。這意味著它不像即將推出的太空望遠(yuǎn)鏡那樣有效地搜尋TDE。在尋找被摧毀的Pop III恒星方面，特別有希望的是Roman的高緯度廣域調(diào)查，該調(diào)查將能看到2000平方度的銀河系平面外的天空。
香港大學(xué)天體物理學(xué)教授、團(tuán)隊(duì)成員戴說：“羅曼可以深入到很遠(yuǎn)的地方，但覆蓋了很大的天空。”。“這就是檢測(cè)這些TDE的有意義樣本所需要的。”
這并不意味著JWST不會(huì)在尋找涉及Pop III明星的TDE中發(fā)揮作用。當(dāng)Roman發(fā)現(xiàn)這種情況時(shí)，JWST強(qiáng)大的紅外視野將能夠放大它，并使用其光譜儀器來確定金屬的存在。這將決定TDE是否真的涉及到對(duì)Pop III明星的毀滅。
Kar Chowdhury說：“由于這些恒星只由氫和氦組成，我們?cè)谖矬w的光譜中看不到任何金屬線，而在規(guī)則恒星的TDE光譜中，我們可以看到各種金屬線。”。
因此，這個(gè)由Roman和JWST組成的標(biāo)簽團(tuán)隊(duì)可以解開宇宙最早恒星的秘密，以及它們?nèi)绾斡绊懴乱淮阈呛退拗餍窍档倪M(jìn)化。
這項(xiàng)研究于5月8日在線發(fā)表在《天體物理雜志快報(bào)》上。