近日，中国科学院年夜学天文与空间科学学院副传授王鑫团队基在詹姆斯韦伯空间千里镜（JWST）近红外光谱仪收集的数据，针对一个132亿年前的高红移（z=8.16）星系的星族与星际介质的物理性质进行了切确描绘，发现此中有可能存在第一代恒星（Population III stars）。该工作以快报情势颁发在The Astrophysical Journal Letters，被美国天文学会Nova科技媒体专题报导。

第一代恒星主导了宇宙中首批金属元素的发生，并对宇宙再电离进程——这一全部宇宙作为整体进行的最后一次相变——供给了首要的能量来历。与此刻的宇宙状况判然不同，再电离期间的宇宙因为星系际介质充溢着中性氢原子气体，接收了所有紫外光子，使宇宙变得不透明。当第一代恒星闪闪发光并堆积成第一代星系时，它们最先腐蚀不透明的宇宙，切割出愈来愈年夜的电离气体气泡，逐步使全部宇宙透明起来。天文学家对第一代恒星（又称星族三恒星）的性质很是感爱好，但要找到它们却谈何轻易。仅由星族三恒星构成的星系可能会被中性气体云包裹并遮挡，从而没法被发现，而星族三恒星与儿女恒星族群夹杂在一路的星系可能更轻易被发现。

JWST 拍摄的星系 RX J2129-z8He II 的图象，该星系遭到前景星系团 RX J2129 的引力透镜放高文用。

比来，由中国科学院年夜学天文与空间科学学院王鑫副传授带领的研究小组可能发现了如许一个星系。操纵JWST的图象，王鑫和其合作者发现了被定名为RX J2129-z8He II的星系，即便在全球最壮大的JWST红外千里镜眼中，它也只是一个几近没法识别的红色黑点。JWST 对这个星系的光谱显示，它的红移为 z = 8.1623，距离宇宙年夜爆炸只有 6.13 亿年。RX J2129-z8He II的紫外光谱斜率很是峻峭，比任何其他已被证认的红移年夜在7的星系都要蓝，并且有几条凸起的发射线，包罗一条来自两次电离氦原子的复合发射线He II 1640。这些身分注解，该星系含有一个壮大的紫外辐射源。在细心排查了所有可能的发生如斯敞亮的He II 1640发射线和带来如斯极真个发射线流量比的缘由后，王鑫的研究小组认为，年夜质量星族三恒星最有多是这些电离紫外线光子的来历。

RX J2129-z8He II 的 JWST 光谱，插图显示 He II 1640谱线

为了验证这一理论，王鑫的研究小组利用邃密的光致电离模子摹拟了这个星系的特征，获得的结论撑持了该星系包括星族三恒星和儿女恒星。他们发现，总质量为78万太阳质量的星族三恒星的调集可以再现星系光谱中的不雅测发射线。至在这个星系是若何容星族三恒星和儿女恒星族群的，王鑫的研究小组认为，原初气体或极低金属品貌气体被星系主体吸积，在吸积失落落的进程中坍缩构成了星族三恒星。这与近期颁发的宇宙学数值摹拟所展现的星族三恒星的一种可行的构成机制不约而合。

这项研究标记着在寻觅第一代恒星方面获得了可喜的进展。除肯定RX J2129-z8He II多是第一代恒星的家园以外，王鑫的研究小组还对这些恒星的光谱特点有了更好的领会，这可以用来肯定可能孕育它们的其他星系。

此工作遭到国度天然科学基金委面上项目（编号12373009）、中国科学院不变撑持根本研究范畴青年团队项目（YSBR-062）、高程度科技人材培养与不变撑持专项、小米青年学者和中国载人航天工程科研项目标帮助。

颁发文章链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad4ced

美国天文学会专题科学报导：https://aasnova.org/2024/07/08/signs-of-the-first-stars-in-a-distant-galaxy

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