原文标题：Finding Ashes of First Stars

编译：LinQ  （编译版权所有，未经许可请勿转载。）（原文来自：http://www.astronomynow.com)

寻找第一代恒星的灰烬

Updated: May 2, 2003

最近用哈勃太空望远镜进行的观测表明，第一代恒星至少在大爆炸之后2亿年就已诞生了。这比以往预想的早很多。天文学家在极其遥远的古老类星体中观测到了大量的铁，这些铁就是最早一代大质量恒星爆炸后留下来的“灰烬”。

艺术家笔下对一个位于大爆炸后9亿年时原初星系中的类星体的印象。天文学家用哈勃空间望远镜在这样一些类星体中发现了大量铁元素，这些元素是第一代恒星爆炸后才产生的。  Credit: 欧洲空间局（ESO），Wolfram Freudling

我们不知道在早期宇宙中，星系、恒星，以及随后的行星是怎样形成的，科学家们通过观测极其遥远的天体来了解宇宙早期的行为。

恒星是宇宙间唯一能把氢、氦这类较轻的元素转变成氮、碳直至铁等较重元素的核加工厂。哈勃望远镜的最新观测发现在遥远而古老的类星体中有大量铁的存在，这意味着宇宙的第一代恒星至少在宇宙大爆炸之后2亿年（对应于红移为20）就诞生了，这比以前的设想早得多，也与“威尔金森微波各向异性探索”（WMAP）计划的最新结果相一致。

2002年10月，Wolfram Freudling领导的一个研究小组，使用哈勃的红外探测仪器NICMOS（“近红外照相机和多目标光谱仪”）对三个已知最为遥远的类星体（红移5.78-6.28）进行了观测。从这些类星体发出的光要经过128亿年的时间才能到达哈勃的光谱仪，也就是说，这些类星体与宇宙大爆炸仅相差9亿年的时间。光谱中显示出存在大量铁元素，这正是第一代恒星所产生的重元素。

哈勃望远镜携带的NICMOS观测到的三个遥远类星体： SDSS J083643.85+005453.3, SDSS J103027.10+052455.0和 SDSS J104433.04-012502.2。这是当前已知三个最为遥远的类星体（红移分别为5.82，6.28和5.78），分别显示在三张图的中央。  Credit: 欧洲空间局（ESO），Wolfram Freudling

Wolfram Freudling评论说，“铁是指示类星体处于何种演化阶段的好标志，这些元素不会产生于大爆炸本身，而只会产生于恒星之中。这些恒星形成后，在核燃烧过程中产生铁元素，并只有在爆炸之后才可能被我们所探测到，这一过程是需要比较长时间的，至少5－8亿年。因此我们才可以推断说哈勃望远镜检测到的铁元素是在在大爆炸之后形成的第一代恒星中产生的。”

哈勃由于位处大气之上得天独厚的条件，可以容易地检测到铁在红外线区域1.6-1.7微米波长处发出的谱线，而这一波段的光通常会被地球大气所吸收，因而地面望远镜根本无法观测。

在宇宙历史的极早期检测到铁的存在具有十分重要的意义。“铁和其它元素的出现，意味着在宇宙极早期，至少在某些地方，组成行星，甚至生命的基本成分已经存在。这比地球形成于46亿年前要早得多了，”上述研究小组的成员Michael Corbin对我们说。

这一结果也意味着在为类星体提供能量的超大质量黑洞形成之前，第一代恒星就已经产生了，黑洞的形成过程至今还是一个谜，而恒星的诞生时间则要可靠得多。

以上结果是哈勃望远镜在2002年的3B号整修工作以后取得的第一个重要科学成果。这一整修工作也是哥伦比亚号航天飞机今年1月之前最后一项成功的工作。因此，这一成果也可以说是送给遇难的飞行员们最好的礼物。

这一工作将发表于《天体物理杂志》（Ap.J.）的通讯（Letter）栏中，研究小组成员包括：W. Freudling (ST-ECF/ESO,德国), M. R. Corbin (CSC/STScI, 美国)和 K. T. Korista (西密执根大学，美国）。