27 日,记者从中国科学院云南天文台了解到,该台研究人员与国外合作者协力,首次绘制出第一代恒星产生的 Ia 型超新星在宇宙学尺度的演化图谱,为探索第一代恒星的物理性质提供了新的研究思路。相关研究成果在国际天文期刊《天体物理学杂志》上发表。
Ia 型超新星作为宇宙学标准烛光,在测量宇宙距离和研究宇宙演化中扮演着重要角色。然而,关于第一代恒星是否能产生 Ia 型超新星的问题,一直存在争议。云南天文台大样本恒星演化研究团组李振威博士、德克萨斯农工大学王力帆教授等人通过数值模拟和计算,发现第一代恒星中,有一部分中小质量恒星具备产生 Ia 型超新星的必要条件。
研究结果表明,第一代恒星产生的 Ia 型超新星的数目,与星族 Ⅲ 恒星的形成历史及初始质量函数密切相关。这类恒星以几乎没有金属污染的形式诞生,其主要成分为氢、氦和极少量的锂。在研究模型中,星族 Ⅲ 恒星产生的 Ia 型超新星数目与星族 Ⅰ、Ⅱ 恒星在高红移处产生的 Ia 型超新星数目相当,这意味着它们有望被性能强大的詹姆斯 · 韦布空间望远镜(JWST)发现。
研究人员通过进一步计算可被 JWST 探测的星族 Ⅲ Ia 型超新星的数目,认为在理想情况下,在红移为 4 之内有望发现 1 颗第一代恒星产生的 Ia 型超新星。这一成果,不仅提出了探索第一代恒星的新思路,也为 JWST 空间望远镜的观测计划提供了理论预言和指导。这一研究成果的发表,也标志着第一代恒星和 Ia 型超新星研究领域取得重要进展。