第三星族星(星族III,Population III stars)是什么?

我们的太阳已经存在了50亿年,还将继续存在50亿年,而宇宙的年龄大体上有138亿年左右,也就是说太阳是在宇宙诞生很久以后才形成的,所以太阳中的金属元素含量比较高。

第三星族星(星族III,Population III stars)是什么?

而在宇宙刚诞生的时候,有一批刚诞生的恒星,这类恒星的金属元素含量为0,它们只比宇宙年轻一点,这类恒星被叫做第三星族星星族III,Population III stars)。

目前来说,第三星族星是一类假想中的天体,科学家还未发现此类天体,虽然也发现了一些早期恒星,比如HE 0107-5240,它的年龄大约有130亿年,是人类发现的最古老的恒星,但是就算是HE 0107-5240,也含有极少量的金属元素(大约是太阳的16万分之一),所以HE 0107-5240并不是第一代恒星——第三星族星。

第三星族星(星族III,Population III stars)是什么?

宇宙大爆炸后随着宇宙温度的降低,在宇宙诞生10秒后,温度降低到足够形成氢元素和氦元素的原子核,而一直到30万年后,宇宙才冷却到让氢气和氦气等物质形成。这个时候这些物质云引力的作用下形成恒星,这第一批的恒星就是第三星族星,其最大的特征就是不含有任何金属元素。

除了不含有金属元素外,第三星族星和现在的恒星还有很多区别,比如它们的质量会非常大,典型的第三星族星质量会达到太阳质量的几百倍甚至上千倍。而且它们的寿命远远比现在的恒星要小,一般不会超过1000万年,甚至一些大质量第三星族星的寿命只有数千年的时间,于是,在宇宙刚诞生后的数千万年里,宇宙中到处都在发生超新星爆发,产生了现在宇宙中大约不到1%的非氢氦元素,并且这些金属元素被散布到全宇宙中。这也就使得后来形成的恒星里面多多少少都会有一些金属元素含量。

第三星族星(星族III,Population III stars)是什么?

当然,现在的宇宙中,估计已经没有第三星族星,要想找到这样的恒星,就需要用更强大的望远镜去宇宙的边缘搜寻更古老的恒星。

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