一球状星团确诊贫“血”，重元素含量下限再次刷新！_风闻

　　文源：凯克天文台

　　编译：艾宇熙

　　校对：徐鹏晖  陈杰

　　审阅：牧夫天文校对组

　　编排：邱煜欣

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　　原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2020/10/201015101814.htm

　　球状星团是由数千到数百万颗密集的恒星在引力作用下形成的系统。球状星团与其所在星系中最古老的部分存在高度关联，因此，测量球状星团的化学组成有助于理解宇宙早期所含化学元素的图景。

　　近期，天文学家们在仙女星系（M31）中发现了一个编号为RBC EXT8的大质量球状星团，其重元素含量极低。该球状星团中铁元素的含量仅为太阳的八百分之一，即使与先前已知的贫铁球状星团相比，也还是低了三倍。其镁元素的含量也非常低。

　　这项研究的第一作者是来自荷兰奈梅亨大学的Søren Larsen。论文发表在2020年10月15日的《科学》杂志上。

　　RBC EXT8球状星团位于仙女星系的外围，距地球250万光年。

　　图源：ESASky/CFHT

　　“最不可思议的是这个星团其实就在我们眼皮子底下，RBC EXT8在数十年前就被观测到了，它也是仙女星系中最明亮的球状星团之一，但从来没有人仔细查看过它的信息。”论文的共同作者，供职于加州大学天文台（UCO）和圣何塞州立大学的Aaron Romanowsky说，“这带给我的启发是宇宙中还有许多惊喜等待着我们去发现。此外，这个发现提示我们要随时检验从前的假设——在这个例子里，天文学家们曾经认为，我们已经观测到了足够多的球状星团作为样本以给出关于它们金属含量的假设，而实际上新的发现表明我们以前的样本并不够多。”

　　宇宙大爆炸之后，氢和氦成为了宇宙中最初的两种主要元素。除此之外的其他元素，如镁和铁，都是在后来的恒星演化过程中形成的。球状星团通常被认为代表了星系中比较古老的部分（含有较多的老年恒星）。因此目前的主流观点是，大型球状星团一定会含有相当数量的重元素。RBC EXT8是一个大质量球状星团，而其重元素含量却出乎意料地低，这可能会对目前学界对于早期宇宙中恒星与星系形成的一些认识构成挑战。

　　“我们的发现表明，大质量球状星团也可能是在宇宙形成早期从仅含有微量重元素的氢气和氦气中形成的。这个结论令人惊讶，因为先前我们认为氢和氦这样‘原始’的气体是无法形成如此大规模的星团的。”Larsen说。

　　论文的另一共同作者是Jean Brodie，她是澳大利亚斯威本大学天体物理与超级计算中心的主任，同时也是加州大学天文台天文与天体物理荣誉教授。她表示：“这个发现令人激动，我们对于球状星团应该含有的重元素的下限又被打破了，而且新的下限降低了很多。我们的发现与标准的球状星团形成理论不一致，这很有趣。”

　　2019年10月，研究者们用凯克天文台的高分辨阶梯光栅光谱仪（HIRES）观测了RBC EXT8球状星团。在最初的观测计划里，RBC EXT8并不是观测目标，但研究团队恰好有几个小时的观测时间富裕出来，他们就用这些时间观测了RBC EXT8。他们通过分光观测研究RBC EXT8的金属含量，又用来源于加拿大-法国-夏威夷望远镜的观测档案确定了这个星团的大小和质量。于是，意料之外的结果出现了。

　　“从观测的角度讲，对仙女星系中的球状星团进行精细的化学组成分析是一件很困难的事。”Brodie说，“凯克天文台的高分辨阶梯光栅光谱仪是非常适合的仪器。”

　　未来，研究者们希望能够发现更多贫金属的球状星团，以进一步阐述它们的起源。

　　参考链接：

　　https://www.sciencedaily.com/releases/2020/10/201015101814.htm

　　https://keckobservatory.org/star-cluster

　　https://science.sciencemag.org/content/early/2020/10/14/science.abb1970

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