银河系被一团星晕所包围。来源:NASA / ESA / A. field (STScI)插图

麻省理工学院的一门天文学课程发现，宇宙中最古老的三颗恒星就潜伏在银河系外。

这些恒星距离地球约3万光年，位于银河系的“晕”中，即围绕在太空中主要星系盘周围的恒星云，据估计大约形成于120亿至130亿年前。这意味着它们的诞生是在宇宙大爆炸之后不久，科学家们认为大爆炸发生在大约138亿年前。

“这些小恒星已经有近130亿年的历史了，从那以后它们一点也没有改变过，”该课程的教授安娜·弗雷贝尔(Anna Frebel)告诉Mashable。“这些恒星将继续存在大约30到50亿年左右。”

他们寻找古老恒星的方法，每颗都位于光晕的不同部分，可能有助于天文学家发现更多类似的恒星。

考虑到宇宙中的大多数化学物质被认为来自爆炸的恒星，科学家们推断，第一个宇宙几乎完全由氢和氦组成，这是大爆炸中出现的原始物质。随着时间的推移，随着恒星的死亡和宇宙中更重的化学元素的丰富，随后的恒星形成了更多样化的成分。

科学家们正在寻找第一代恒星，即所谓的第三星族恒星，这是詹姆斯·韦伯太空望远镜的任务之一。詹姆斯·韦伯太空望远镜是由美国宇航局及其欧洲和加拿大合作伙伴运营的主要红外天文台。寻找这些原始的、纯种的恒星是现代天体物理学的首要任务之一。

弗雷贝尔说，虽然这三颗恒星不属于难以捉摸的III星族，但它们非常古老，属于第一批“II星族”恒星，它们的其他化学元素非常轻。相比之下，太阳的铁氦含量是该班级研究的三颗恒星之一的1万倍。他们的研究发表在本周的《皇家天文学会月报》上。

在2022年秋季学期，弗雷贝尔开设了一门关于分析古代恒星技术的新课程，然后让学生们练习将这些工具应用于以前从未被彻底研究过的恒星。

这些学生中有一些是本科生，他们梳理了智利拉斯坎帕纳斯天文台麦哲伦-克莱望远镜提供的恒星数据，寻找锶和钡含量低的恒星。这让他们找到了麦哲伦十年前观测到的三颗恒星。

学生作者认为，每颗恒星都是之前三个星系的残余。这些小的原始星系可能在某个时候被吸收到庞大的银河系中。

银河系在智利拉斯坎帕纳斯天文台的双麦哲伦望远镜上若隐若现。图片来源:Yuri Beletsky

如果没有其他恒星存在的痕迹，他们是如何得出这些恒星来自更早的星系的?

当学生们仔细观察每颗恒星的运动时，他们注意到它们都是逆着车流而行。

弗雷贝尔在一份声明中说:“只有当你把它们扔向错误的方向时，它们才会偏离其他星体。”

寻找和研究像这三颗这样靠近地球的恒星可以帮助天文学家更好地理解最初星系的演化，但太暗太遥无法观测到

为了找到其他像这三颗这样的古老恒星，科学家们可以采用他们的方法:寻找某些化学元素含量较低的恒星，然后判断它们是否在错误的方向上运行。

“虽然我们的大部分课程都是从头开始，但这门课立即把我们带到了天体物理学研究的前沿，”该课程的合著者之一希拉里·安达莱斯(Hillary Andales)说。

弗雷贝尔说，寻找和研究其他像这三颗离家近的恒星可以帮助天文学家更好地了解最初星系的演化，这些星系通常太暗太遥远，科学家无法观测到。