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科学家模拟出130亿年前第一颗恒星诞生的过程(图)
据科学日报网站报道,我们的宇宙的在130亿年前的宇宙大爆炸中产生,科学家多年来都在研究宇宙中第一颗恒星如何从这些尘埃和气体中形成的问题。近日他们通过计算机模拟技术展现了这一过程,向世人解释了第一颗恒星的形成过程及其存在状态。
早期的宇宙与现在的宇宙是不同的,目前解释早期宇宙形成的物理学理论相对简单。吉田(Naoki Yoshida)博士其他日美科学家综合分析了早期宇宙(有时也被称为是“宇宙黑暗时期”)的种种条件,用计算机模拟了宇宙中最初物质的形成以及他们演化逐渐形成恒星的过程。
研究人员使用的模拟程序被称为“宇宙罗塞塔石碑”。计算机模拟实验显示,在宇宙大爆炸之后,引力使宇宙中的物质、气体和神秘的“暗物质”的分布密度发生变化,从而产生了恒星的最初阶段。形成的这些原始恒星的质量只有太阳质量的1%。模拟结果同时揭示了早期气体物质如何在早期宇宙中相对简单的物理机制的作用下演变进化形成这种原始恒星的过程,以及原始恒星如何演变成大质量的恒星的过程。吉田博士介绍说,模拟研究是建立在宇宙大爆炸之后的各种条件之上的,并不是以原始恒星的后续演化为基础的。

130亿年前宇宙第一颗恒星发出光芒
哈佛大学的天文学教授拉斯·恩奎斯特(Lars Hernquist)说:“计算机模拟出的这些恒星形成过程的图片,以及针对宇宙中不同时期和不同区域内对恒星的形成过程比较的结果,最终将使我们逐步对生命和行星的起源进行深入探索。宇宙中各种元素种类将随着恒星的积聚而逐渐的丰富。恒星的形成和毁灭将在整个宇宙中持续地扩散这些元素。因此当你深入思考这个问题,你就会发现,其实我们身体中的所有元素最初都是来自很多年前恒星中心的原子核反应。”
对早期宇宙中第一颗原始恒星诞生过程的模拟是对全面描述完整的原始恒星的形成过程的关键一步,这将有助于搞清宇宙中第一批恒星的质量和属性。进一步的计算和模拟需要更强大的计算机系统,更多的物理学数据以及甚至涉及更为广泛的研究范围。但是研究者希望最终能将模拟拓展到核反应这个起点上,也就是研究恒星及其组成物体是如何变成一颗真正的恒星的。
德克萨斯大学的天文系副教授Volker Bromm说,“吉田博士已经用这个模拟程序把原始恒星形成的研究推进到一个新的高度,但是离我们研究的最终目标还有很大的距离。这就好像是给一座摩天 大楼打下了一个基础,我们必须在此领域继续开展研究,以理解宇宙中最初的原始恒星是如何逐步发展,并最终演化形成大质量恒星。但此时的宇宙,其物理机制变得更加复杂,同时也需要更多的计算资源。”研究第一批恒星的形成过程非常重要,因为它们的形成乃至最终爆炸为以后恒星的形成提供了重要依据。
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