就像其他的原始恒星一樣,HE1523中僅包含少數幾種比氫和氦質量重的化學元素,其中就有兩種放射性金屬元素——釷和鈾,其半衰期分別為140億年和47億年。科學家通過分析望遠鏡收集到的光譜數據確定了釷和鈾的精確含量,並進一步推算出了HE1523的年齡。這種技術與考古使用的放射性碳年代測定法類似,隻不過天文學家需要測定的時間跨度更大。
在HE1523上的釷和鈾可能來自於另一顆演化到超新星爆發階段、走向衰亡的更古老的恒星。天文學家普遍認可的宇宙的年齡為100億~150億年,這顆恒星的發現有助於了解宇宙形成早期的曆史信息。
雖然科學家能借助設在南半球的一個望遠鏡看到HE1523,但還不能確定它的距離究竟有多遠。根據光譜分析,作為一顆恒星,它已經步人老年,成為一顆中心向內收縮、外殼卻朝外膨脹的紅巨星。
盡管HE1523目前暫時攫取了“最古老恒星”的稱號,不過科學家認為還有很多資格更老的恒星沒有被發現。科學家認為,經過對它化學成分的測定,這顆恒星具備了某些原始的金屬特性,但有些恒星比它的特性更原始。
根據宇宙理論,大爆炸發生後幾億年中,宇宙中基本上是均勻分布的氫和氦,以鐵為代表的重元素都是在恒星內部的核聚變反應中形成的,第一代恒星裏的重元素很少。第一代恒星死亡後,新生的恒星會從其遺骸中繼承一些重元素,因而重元素含量更多。
科學家認為,宇宙“第一世代星”形成於“大爆炸”後3000萬~1.5億年間,它們都是異常耀眼的龐然大物,質量至少是太陽的200倍。不過,它們燃燒非常迅速,隻存在了幾億年就逐漸形成了黑洞或者爆炸成為超新星。
近來,科學家又發現位於長蛇座方向的一顆恒星可能是迄今為止發現的最古老的恒星。該恒星距離地球約1500~4000光年,接近太陽係,亮度等級為13.5級,表麵溫度比太陽高,為618071。從表麵溫度等可以推測出它的質量約為太陽的70%。
研究人員通過頻譜分析,測出了該恒星中各元素的含量。結果發現,其中鐵的含量隻有太陽的二十五萬分之一,比迄今為止重元素含量最少的恒星還要低40%。宇宙在大爆炸後開始膨脹,最初誕生的所謂“第一世代星”隻含有氫、氦等輕元素,而沒有以鐵為代表的重元素。因此含重元素非常少的恒星,一般認為是在宇宙初期形成的。
據研究人員測算,該星已有130多億歲,估計是“第一世代星”中殘存下來的質量較小的一顆,或許也可能是第一世代星爆發後生成的第二世代星。
隨著科技的發展,人類會發現更多宇宙的奧秘。
【銀河係恒星質量之謎】
我們都知道,質量是物質的最基本的屬性,又是衡量物體的最基本的物理量。天體質量的特征就是“巨大”。測量被研究物體的質量,這本來是很容易理解的事。佴是,給恒星“稱”體重,或者說求其質量,恐怕會有人認為這是不可能的。
在地球上測量物體的質量,這是很容易理解的,但是測量遙遠恒星的質量,則是一件非常困難的事。我們已經知道,恒星是非常遙遠的天體,但居然還能看到它的光輝,那麼恒星的真實光度一定是很強的,維持這麼長時間的強光源的質量一定是可觀的。
宇宙中大部分已知恒星的質量都比太陽小,它們都是壽命在數百億年左右的矮星。根據傳統的天文學理論,這些矮星由於體積小,因此其內核變化不可能產生大量的重元素,比如氧和鐵。而宇宙中目前存在的這些重元素都是由更少見的、體積更大的恒星產生的。這些恒星亮度極高,壽命比矮星短。
長期以來,恒星質量一直是天文學家們所關心的。那麼,恒星的質量到底能達到多少,這個問題一直困擾著天文學家。
研究表明,恒星的質量大多在太陽質量的百分之幾到150倍之間。一般恒星質量在0.1~10個太陽質量之間。如果是質量再大的恒星,它就要爆炸瓦解。如果是質量再小的恒星,它的中心溫度就不會很高,也就不能成為具有恒星性質的天體。由此可見,恒星質量差別比體積差異小得多。根據一顆恒星繞另一顆恒星的運動,可以利用開普勒第三定律計算出恒星的質量關係。
現在巳知質量最大的恒星之一如HD93250星,它的質量大約是太陽質量的120倍。HR2422雙星的主星和伴星質量大約都是太陽的59倍,角宿一雙星的主星質量約為太陽的10倍,五車二雙星中兩星質量各為太陽的2.7和2.6倍,天狼星主星質量為太陽的2.1倍,75%的白矮星質量介於太陽的0.45~0.65倍之間,許多紅矮星的質量不到太陽的一半乃至小於太陽的十分之一。可見,在恒星世界裏,太陽質量居中等地位。當然,目前已準確測出質量的恒星還不多,還有許多研究工作要做。恒星之間的直徑相差1億倍以上,而恒星之間的質量相差僅幾千倍。不難想象恒星之間的密度差別是何等驚人了。
德國科學家利用哈勃太空望遠鏡對銀河係中體積最大的一個年輕星團——圓拱星團進行了觀測。這個星團由數千顆恒星組成,總質量大約為1.1萬個太陽的質量。該星團靠近銀河係的中心,這個區域有利於恒星的生長。起初,科學家期望能在圓拱星團中找到超大型恒星,但是從星團中恒星的亮度和組成恒星的物質判斷,其中沒有一顆恒星的質量超過太陽質量的150倍。
其他科學家對圓拱星團附近的另一個星團進行了觀測,盡管觀測的恒星數量較少,但也得到了類似的結果,即銀河係恒星質量的上限可能大約是太陽質量的150倍。
為什麼銀河係恒星質量可能存在上限呢?
科學家發現隻有特殊的雙星係統才能測出質量來,一般恒星的質量隻能根據質光關係等方法進行估算。已測出的恒星質量大多介於太陽質量的百分之幾到120倍之間,一般恒星的質量在0.1~10個太陽質量之間。
隨著科技的不斷進步,人類將一步步揭開恒星質量的麵紗。
【尋找“第二個太陽係”】
當美國宇航員阿姆斯特朗登上月球,並在月球上邁開一小步時,說明人類在航天事業h邁出了非常大的一步。
然而月球上沒有嫦娥,也沒有玉兔、吳剛和桂花樹,月球上的環形山默默無語地告訴人類:生命未曾屬於此地!浩瀚的宇宙中月球隻是滄海一粟,光銀河係就有1000億顆恒星,太陽也不過占一千億分之一,何況銀河係外的宇宙無比巨大。地球之外沒有生命嗎?
幾十年前,一位美國天文學權威曾推算,僅銀河係就可能有300顆星球上存在智慧生命,並且有朝一日能與地球取得聯係。我們尚沒有先進的技術,使人類信步於宇宙天外,隨意發現地球外的生命,或者與比地球更高度文明的智慧星球通信聯係。但是,地球上的人類是多麼盼望探索出宇宙間生命的奧秘啊!那麼,什麼樣的星球上能夠誕生生命呢?
科學家們審視了導致地球文明的環境條件和演變史實的來龍去脈後提出:地球外智慧生命存在的必要條件是有一個類似地球的行星,並能繞類似太陽的恒星運動。地球的生物生存環境非常理想,地日之間距離適中,地表平均氣溫15℃,生命之源液態水大量存在。地球大氣中有78%的氮、21%的氧,另有少量氬、二氧化碳和水汽等。氧是高等生物維係生命之本,在太陽係其他行星上尚未發現有如此大量的自由氧。要找到另外一顆存在生命的“地球”,條件非常苛刻,生命演化過程中,被繞行的恒星必須不斷發光,使之得到輻射能量。
然而,恒星周圍形成原始行星係星雲的可能性很高,而且我們目前受觀測條件限製,隻能找到靠近太陽係的亮的恒星,因此碰到帶有行星的恒星,並且又靠近我們,這樣的可能性不太大。