人们正在寻找宇宙中第一批恒星的迹象

耶鲁大学和香港大学的天文学家提出了一种新的策略来寻找宇宙中第一批恒星——寻找它们最后的炽热耀斑的迹象。

多年来，科学家们一直在寻找“第三族”恒星的直接证据，这是在大爆炸后几亿年照亮宇宙的第一代恒星。这些第一批恒星由早期宇宙的原始气体形成，在宇宙的演化和后世恒星的发展中发挥了至关重要的作用。

天文学家说，第一批恒星最初不含金属，主要由氢和氦组成。然而，它们最终开始在核心中产生金属，使它们成为通往数十亿年后形成的恒星的桥梁。

“据预测，第三族恒星在其他方面也是不同的。预计它们将比地球的太阳和其他更年轻的恒星质量更大、更热;它们的寿命也较短。

然而，这些第一批恒星尚未被观测到。研究人员说，找到它们的关键是寻找它们留下的耀斑。

“詹姆斯·韦伯太空望远镜最近探测到的第一个黑洞表明，它们也与第一批恒星同时出现，“耶鲁大学艺术与科学学院（FAS）的Joseph S.和Sophia S. Fruton教授兼天文学系主任兼物理学教授Priyamvada Natarajan说。 以及发表在《天体物理学杂志快报》上的一项新研究的合著者。

“我们意识到，由离黑洞太近的Population III恒星撕裂产生的烟花应该是可以探测到的，“Natarajan说。

在这项新研究中，研究人员认为，如果一颗“族群III”恒星遇到黑洞，由此产生的“潮汐破坏事件”（TDE），即黑洞将恒星撕裂，将产生一个特别明亮的耀斑 – 足够明亮，寿命足够长，可以跨越数十亿光年到达今天的地球。更重要的是，耀斑将具有天文学家可以辨别的可识别“特征”。

“由于高能光子从非常遥远的距离传播，由于宇宙的膨胀，耀斑的时间尺度将被拉长，“研究小组的首席研究员、香港大学的天文学家Jane Dai说。“这些TDE耀斑将在很长一段时间内上升和衰变，这使它们与附近宇宙中太阳型恒星的TDE区分开来。

重要的是，根据该研究的第一作者，香港大学的Rudrani Kar Chowdhury的说法，耀斑光的波长也被拉伸了。“TDE发出的光学和紫外线在到达地球时将被转移到红外波长，”她说。

研究人员说，红外光是可以被检测到的。

他们说，美国宇航局的两个旗舰任务，詹姆斯·韦伯太空望远镜和即将到来的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜，都有能力探测红外发射——即使是从很远的距离。

“Roman能够同时观察大面积的天空并深入窥视早期宇宙的独特能力使其成为探测这些Pop III TDE耀斑的有前途的探测器，“Natarajan说。“这可能是我们推断Pop III恒星存在的唯一方法。

研究人员说，这样的发现在未来十年内是可能的。