4月30日,《自然·天文》发布了我国天文学家主导的一项重大发现。中科院国家天文台的科学家们证实了银河系内一颗重元素含量超高的恒星,起源自被银河系瓦解的矮星系。作为发现这个研究的天文学家之一李海宁,她究竟是怎样从古老恒星上寻找宇宙生命密码的呢?
李海宁,中国科学院国家天文台副研究员。今天我向大家讲述的是天上的星星告诉我们的关于遥远星光的秘密,以及生命物质起源的故事。
恒星的内部就是一个高温、高压的宇宙熔炉,我们在元素周期表上所能看到所有的元素都是在这里产生的。虽然很可惜得奖的不是霍伊尔,但是他非主流的观点确实刷新了我们对于宇宙起源的认知。
我们来看一段视频。大约在137亿年前,“砰”的一声,宇宙大爆炸了,宇宙爆炸大约3分钟的时间产生了大量的氢、一些氦和极其微量的锂。这锅大爆炸“浓汤”开始冷却,冷却大概到2亿年的时候,宇宙里出现了第一代恒星,它们开始制造新的化学元素。
正是因为这样,才有了《魔法炉》里那段十分经典的独白:“为了我们能够活着,数十亿、数百亿乃至数千亿的恒星死去了。我们血液里的铁、我们骨骼里的钙、我们每一次呼吸的氧,所有这些都是从地球诞生很久之前的星星的熔炉里炼制出来的。”
贫金属星出生的时候,宇宙还没有上学。我们叫贫金属星。别看这个名字不怎么样,但是它们对于宇宙演化的意义可一点都不“贫”。
怎样提取一颗恒星的化学成分?关于我们人类生命元素的起源还有很多的疑问,比如说我们水里的铁、骨骼里的钙,第一次产生在宇宙是什么时候?宇宙早期的化学成分跟今天的我们之间,是不是有相似的地方?
恒星光谱是我们刺探恒星的秘密,提取行星DNA的一大神器。也正是因为这个原因,我在博士期间选择了它作为我的研究方向。
地球上的Li都来自大爆炸的最初3分钟。也就是在这里,我遇到了我第二个贫金属星惊喜。有一次观测,碰到第二天的天气不是特别好,看不见任何的星星,所以只能停止工作,开始聊天。
我和贫金属星相伴已经有十年了,最开始的时候我给自己定了一个小目标:我处理一两百颗恒星就可以了。但是十年下来,我处理了近千万颗恒星的数据,测量了上亿条谱线的强度。
今天我知道了,即使在最古老的恒星当中,我们也能探测到对于人类生命来说非常重要的氢、氦、碳、氮、氧、钙、铁、锂等等元素,而我们之前一直以为只能在地球上合成的磷,最近几年也在近百亿岁的古老恒星当中被发现了。
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