第一代超新星：生命的起点
    Shea 译

　　在极早期的宇宙，一片荒芜，只有氢、氦和少量的锂，没有生命所需的任何元素。之后，原初气体凝聚形成了200个太阳质量左右的第一代恒星，其核心会以极高的速度进行核反应，因此它们的寿命大约只有300万年左右。

  

[图片说明]：在早期宇宙，小型的原星系聚集到一起，形成纤维状结构。在这些构筑大型星系的小星系中，“最大的一代”恒星快速的演化，之后的超新星爆发就像是最初的烟花。图片版权：Christine Lafon (CfA), Volker Springel (Max Planck Institute for Astrophysics), and Lars Hernquist (CfA)。

　　这些超新星爆发会向巨洞抛射出重元素，例如碳、氧和铁。天体物理学家Volker Bromm（哈佛-史密松天体物理中心），Naoki Yoshida（日本国家天文台）和Lars Hernquist（CfA）对此进行了新的模拟，结果显示第一代恒星的超新星爆发会把大量的重元素抛射到数千光年的范围之内，向全宇宙播散生命的种子。

　　这项研究将会刊登在近期的《天体物理学报通信》上。

　　“我们对第一代超新星会有如此强的爆发感到非常吃惊，”Bromm说，“一个贫瘠、荒芜的宇宙从此发生了巨大而不可逆的变化，最终导致了和我们相似的智慧生物的出现。”

　　大约在大爆炸之后2亿年，宇宙经历一个剧烈的星暴时期。第一代大质量恒星形成，然后快速演化，通过核聚变把氢合成碳、氧等重元素。在它们生命的晚期，碳、氧的核聚变也被点燃形成更重的元素，直到铁。因为铁无法通过核聚变产生能量，导致了第一代超新星爆发，并将重元素播散到了宇宙深处。

　　每一颗第一代大质量恒星都会把将近一半的质量转化为重元素，其中有一大部分的是铁。结果是，每一次超新星爆发都会有大约100个太阳质量的铁元素会被抛射入宇宙空间。因此，当宇宙的年龄达到2.75亿年时，宇宙中已经散满金属了。

　　这一重元素的播散过程也得益于早期宇宙的结构，当时原星系的质量仅有现在银河系大小的百万分之一，就像是拥挤的地铁车厢中的一个乘客。原星系的小尺度和彼此非常小的间距，十分有利于超新星播散重元素。

　　Bromm、Yoshida和Hernquist使用超级计算机模拟显示，最强劲的超新星爆发产生的激波可以将重元素播散到3000光年之外。当这些激波扫过星系际气体时，会形成高温气体“泡”，触发新一轮的恒星形成过程。

　　超新星研究专家Robert Kirshner（CfA）说：“基于我们对第一代恒星的认识，这是一个激动人心的理论。在几年之内，当我们发射James Webb望远镜后，我们就可以观测到这些第一代超新星，并且检验Volker的理论。”


出自：HARVARD-SMITHSONIAN CENTER FOR
发布日期：2003-09-18

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