人工智能发现宇宙中的第一批恒星并不孤单

人工智能发现宇宙中的第一批恒星并不孤单第一批超新星的喷出物（青色、绿色和紫色的物体被喷出物云团包围）用重元素丰富了原始的氢气和氦气。如果第一批恒星是作为多个恒星系统诞生的，而不是作为孤立的单颗恒星，那么由不同的超新星喷射出来的元素就会混合在一起，纳入下一代的恒星中。这种机制中的特征化学丰度在长寿恒星的大气中得以保留。研究小组发明了一种机器学习算法，根据从恒星光谱中测得的元素丰度，区分观察到的由单个超新星喷射物形成的恒星（图中红色所示）和由多个超新星喷射物形成的恒星（图中蓝色所示）。资料来源：KavliIPMU一个国际团队利用人工智能分析了古老恒星的化学丰度，并发现有迹象表明宇宙中最早的恒星是成群结队而不是作为孤立的单星诞生的。现在，该团队希望将这种方法应用于正在进行和计划进行的观测调查的新数据，以更好地了解宇宙的早期。宇宙大爆炸之后，空间里唯一的元素是氢、氦和锂。构成我们周围世界的大多数其他元素是由恒星的核反应产生的。一些元素是由恒星核心的核聚变形成的，而另一些则是在恒星的爆炸性超新星死亡中形成的。超新星在分散恒星创造的元素方面也发挥了重要作用，这样它们就可以被纳入下一代的恒星、行星，甚至可能是生物。第一代恒星，即第一个产生比锂更重的元素的恒星是人们特别感兴趣的。但是第一代恒星很难研究，因为没有人被直接观察到。人们认为，它们都已经以超新星的形式爆炸了。相反，研究人员试图通过研究第一代超新星在下一代恒星上留下的化学印记来推断第一代恒星。根据它们的成分，极度贫金属的恒星被认为是在第一轮超新星之后形成的恒星。极度贫金属的恒星是罕见的，但是现在已经发现了足够多的恒星，可以作为一个群体进行分析。在这项研究中，包括来自东京大学/KavliIPMU、日本国家天文台和赫特福德大学的成员在内的一个团队采取了一种新的方法，即使用人工智能来解释由包括斯巴鲁望远镜在内的望远镜观测到的450多颗极度贫金属恒星的元素丰度。他们发现，68%被观测到的极度金属贫乏的恒星包含化学指纹，与之前多次超新星的富集一致。为了使以前多个超新星的喷射物在一颗恒星中混合在一起，这些超新星必须发生在很近的地方。这意味着在许多情况下，第一代恒星一定是在星团中一起形成的，而不是作为孤立的恒星。这为第一代恒星的多重性提供了第一个基于观测的定量约束。现在，该团队希望将这一方法应用于来自当前和未来观测项目的大数据，例如来自斯巴鲁望远镜上的主焦点光谱仪的预期数据。这些结果以Hartwig等人的名字出现在2023年3月22日的《天体物理学杂志》上："机器学习检测恒星考古学数据中第一批恒星的多重性"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354007.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1354007.htm

科学家可能已经发现了宇宙中第一批恒星的残骸

科学家可能已经发现了宇宙中第一批恒星的残骸据CNET报道，天文学家可能已经找到了宇宙第一颗恒星的化学证据，也被称为第三星族恒星（PopulationIIIstars），它们潜伏在一个遥远的类星体中。人类从未见过第三星族恒星，但它们可能是理解人类存在时间线的关键。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1322463.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1322463.htm

恒星的"灰烬" - 天文学家发现宇宙中第一批恒星的痕迹

恒星的"灰烬"-天文学家发现宇宙中第一批恒星的痕迹巴黎天文台-PSL的博士生AndreaSaccardi说："有史以来第一次，我们能够在非常遥远的气体云中识别第一批恒星爆炸的化学痕迹。"他在佛罗伦萨大学的硕士论文中领导了这项研究。研究人员认为，宇宙中形成的第一批恒星与我们今天看到的恒星非常不同。当它们出现在135亿年前时，它们只包含氢和氦，是自然界中最简单的化学元素。这些被认为比我们的太阳大几十或几百倍的恒星，在被称为超新星的强大爆炸中迅速死亡，第一次用更重的元素丰富了周围的气体。后来的几代恒星都是从这些富集的气体中诞生的，反过来，它们在死亡时也喷射出更重的元素。最早的恒星现在早已不复存在，那么研究人员如何才能更多地了解它们呢？"佛罗伦萨大学副教授、今天发表在《天体物理学杂志》上的研究报告的共同作者StefaniaSalvadori说："可以通过检测它们死亡后散布在环境中的化学元素来间接研究原始恒星。"利用在智利的欧空局甚大望远镜拍摄的数据，研究小组发现了三个非常遥远的气体云，这些气体云是在宇宙只有其目前年龄的10-15%时看到的，其化学指纹与我们从第一批恒星的爆炸中所期望的一致。根据这些早期恒星的质量和它们爆炸的能量，这些第一批超新星释放出不同的化学元素，如碳、氧和镁，这些元素存在于恒星的外层。但是其中一些爆炸的能量不足以排出更重的元素，如铁，这只存在于恒星的核心。为了寻找这些最早作为低能量超新星爆炸的恒星的蛛丝马迹，研究小组因此寻找了铁含量低但富含其他元素的遥远的气体云。他们发现了这一点：在宇宙早期的三个遥远的云层中，铁的含量非常少，但有大量的碳和其他元素--这就是最早的恒星爆炸的指纹。这张图说明了天文学家如何利用像类星体这样的背景物体的光作为灯塔来分析遥远的气体云的化学成分。当类星体的光穿过气体云时，其中的化学元素会吸收不同的颜色或波长，在类星体的光谱中留下暗线。每种元素都会留下一组不同的线条，因此通过研究光谱，天文学家可以计算出中间的气体云的化学成分。资料来源：ESO/L.卡尔萨达这种奇特的化学成分在我们银河系的许多老恒星中也被观察到，研究人员认为这些恒星是第二代恒星，直接由第一代恒星的"灰烬"形成。这项新的研究在早期宇宙中发现了这种灰烬，从而为这一难题增加了一块缺失的部分。Salvadori解释说："我们的发现为间接研究第一批恒星的性质开辟了新的途径，充分补充了对我们星系中恒星的研究。"为了探测和研究这些遥远的气体云，研究小组使用了被称为类星体的光信标--由遥远的星系中心的超大质量黑洞驱动的非常明亮的源。当来自类星体的光在宇宙中旅行时，它会穿过气体云，不同的化学元素会在光中留下印记。为了找到这些化学印记，研究小组分析了用欧洲航天局VLT上的X-shooter仪器观测的几个类星体的数据。X-shooter将光分成极其广泛的波长或颜色，这使得它成为一个独特的仪器，可以识别这些遥远的云层中的许多不同的化学元素。这项研究为下一代望远镜和仪器开创了新的可能，比如欧空局即将推出的极大型望远镜（ELT）及其高分辨率的ArmazoNes高色散埃切莱特光谱仪（ANDES）。意大利国家天体物理研究所的研究员、该研究的共同作者ValentinaD'Odorico总结说："通过ELT的ANDES，我们将能够更详细地研究许多这些罕见的气体云，我们将能够最终揭开第一批恒星的神秘面纱。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357977.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357977.htm

宇宙第一批恒星留下的独特耀斑可以被新一代太空望远镜探测到

宇宙第一批恒星留下的独特耀斑可以被新一代太空望远镜探测到多年来，科学家们一直在寻找"第三族群"恒星的直接证据，这些恒星是宇宙大爆炸后几亿年点亮宇宙的第一代恒星。这些第一代恒星由早期宇宙的原始气体形成，在宇宙演化和后代恒星的发展过程中发挥了至关重要的作用。据预测，"第三族群"恒星在其他方面也与众不同。预计它们比地球太阳和其他更年轻的恒星质量更大、温度更高；它们的寿命也更短。然而，这些首批恒星尚未被观测到。研究人员说，找到它们的关键在于寻找它们留下的耀斑。约瑟夫-S-和索菲亚-S-弗鲁顿（JosephS.andSophiaS.Fruton）天文学讲座教授、耶鲁大学文理学院（FAS）物理学教授普里亚姆瓦达-纳塔拉詹（PriyamvadaNatarajan）说："詹姆斯-韦伯太空望远镜（JamesWebbSpaceTelescope）最近探测到的第一批黑洞表明，它们也是与第一批恒星同时出现的。"纳塔拉詹说："我们意识到，距离黑洞太近的群体III恒星被撕裂时产生的焰火应该可以被探测到。"艺术家描绘的潮汐扰动事件。图片来源：RalfCrawford/太空望远镜科学研究所在这项新研究中，研究人员提出，如果一颗"第三族群"恒星遭遇黑洞，由此产生的"潮汐破坏事件"（TDE）--黑洞将恒星撕裂--将产生一个特别明亮的耀斑--足够明亮和持久，足以跨越数十亿光年到达今天的地球。更重要的是，耀斑会有一个可识别的"特征"，天文学家可以辨别出来。"由于高能光子从非常遥远的距离发出，耀斑的时间尺度会因宇宙膨胀而被拉长，"研究小组首席研究员、香港大学天文学家戴瑾说。"这些TDE耀斑将在很长一段时间内升起并衰减，这使它们有别于附近宇宙中太阳型恒星的TDE"。该研究的第一作者、香港大学的RudraniKarChowdhury说，重要的是，耀斑的光波长也被拉长了。她说："TDE发出的光学和紫外线在到达地球时会被转换成红外线波长。"这种红外光可以被探测到，美国国家航空航天局的两个旗舰任务-詹姆斯·韦伯太空望远镜和即将发射的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜--都有能力探测红外线发射--即使是在很远的地方。"罗曼具有同时观测大面积天空和窥探早期宇宙深处的独特能力，这使它成为探测这些波普IIITDE耀斑的一个很有前途的探测器，"Natarajan说。"这可能是我们推断第三族群恒星存在的唯一方法"。研究人员说，这种发现在未来十年是有可能实现的。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432302.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1432302.htm

来自第一批星系的关键信号揭示了有关早期宇宙的关键信息

来自第一批星系的关键信号揭示了有关早期宇宙的关键信息与此相反的是，研究人员通过没有发现他们一直在寻找的信号，即所谓的21厘米氢线，能够对最早的星系进行这些限制。这种未被发现的情况使研究人员能够对宇宙的黎明做出其他判断，对最早的星系进行限制，使他们能够排除一些情况，包括星系是宇宙气体的低效加热器和无线电发射的有效生产者。虽然我们还不能直接观察到这些早期星系，但《自然-天文学》杂志上报道的这些结果代表了理解我们的宇宙是如何从大部分虚无过渡到充满恒星的一个重要步骤。了解早期宇宙，即第一批恒星和星系形成的时间是新的观测站的主要目标之一。使用SARAS3数据获得的结果是一项概念验证研究，为了解宇宙发展的这一时期铺平了道路。SKA项目--涉及两台将在本世纪末完成的下一代望远镜--将有可能制作出早期宇宙的图像，但是对于目前的望远镜来说，挑战在于探测厚厚的氢云重新辐射出来的第一批恒星的宇宙学信号。这个信号被称为21厘米线--由早期宇宙中的氢原子产生的无线电信号。与最近发射的JWST（韦伯望远镜）不同，JWST将能够直接对早期宇宙中的单个星系进行成像，而用射电望远镜，如剑桥大学领导的REACH（分析宇宙氢的无线电实验）对21厘米线进行的研究，能够告诉我们关于甚至更早的星系的整个群体。预计在2023年初，REACH会有第一个结果。为了探测21厘米线，天文学家们寻找早期宇宙中氢原子产生的无线电信号，该信号受到第一批恒星的光和氢雾背后的辐射的影响。今年早些时候，同样的研究人员开发了一种方法，他们说这将使他们能够看穿早期宇宙的雾气，并探测到来自第一批恒星的光，这些技术中的一些已经在目前的研究中得到了实践。2018年，另一个操作EDGES实验的研究小组发表了一项结果，暗示可能探测到这种最早的光。与早期宇宙最简单的天体物理学图景中的预期相比，报告的信号异常强烈。最近，SARAS3的数据对这一探测提出了异议：EDGES的结果仍在等待独立观测的确认。在对SARAS3数据的重新分析中，剑桥大学领导的团队测试了各种有可能解释EDGES结果的天体物理情景，但他们没有发现相应的信号。相反，该小组能够对第一批恒星和星系的属性做出一些限制。SARAS3的分析结果是第一次对平均21厘米线的无线电观测能够以限制其主要物理属性的形式提供对第一批星系属性的洞察。与印度、澳大利亚和以色列的合作者合作，剑桥大学的团队使用来自SARAS3实验的数据来寻找来自宇宙黎明的信号，当时第一批星系形成。利用统计建模技术，研究人员无法在SARAS3数据中找到一个信号。剑桥大学卡文迪什实验室的博士生、该论文的第一作者哈里-贝文斯说："我们正在寻找一个具有一定振幅的信号。但是通过没有找到这个信号，我们可以对其深度进行限制。这反过来又开始告诉我们第一批星系的亮度如何。""我们的分析表明，氢信号可以让我们了解第一批恒星和星系的数量，"来自剑桥大学天文学研究所的共同领衔作者阿纳斯塔西娅-菲亚尔科夫博士说。"我们的分析对第一批光源的一些关键属性进行了限制，包括最早的星系的质量以及这些星系能够形成恒星的效率。我们还解决了这些光源如何有效地发射X射线、无线电和紫外线辐射的问题。"同样来自卡文迪什实验室的EloydeLeraAcedo博士说："这是我们的一个早期步骤，我们希望这将是一个发现宇宙如何从黑暗和空虚过渡到我们今天从地球上可以看到的恒星、星系和其他天体的复杂领域的十年，"他共同领导这项研究。deLeraAcedo说："我们的数据还揭示了一些以前被暗示过的东西，那就是最早的恒星和星系可能对背景辐射有可测量的贡献，这些背景辐射是由于大爆炸而出现的，并且从那时起就一直向我们传播。能够在如此遥远的年代--大爆炸后仅仅2亿年--查看并了解早期宇宙的情况，这真是令人惊奇。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1336605.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1336605.htm

科学家发现在“超级超新星”爆炸中死亡的第一代恒星的证据

科学家发现在“超级超新星”爆炸中死亡的第一代恒星的证据天文学家可能已经发现了第一批照亮宇宙的恒星的古老化学遗迹。研究人员通过对美国国家科学基金会NOIR实验室操作的夏威夷8.1米双子座北方望远镜观测到的一个遥远的类星体进行创新分析发现了一种不寻常的元素比例，在他们看来，这些元素只可能来自一颗300太阳质量的第一代恒星的全面爆炸产生的碎片。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1330283.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1330283.htm