138亿年前的信使被找到：天文学家发现迄今为止最纯净的恒星

发布者：自由的坚冰 2026-4-9 10:07

这颗恒星，几乎就是宇宙大爆炸留下的活化石。

2026年4月，一个国际天文学团队在《自然·天文学》杂志上宣布，他们发现了迄今已知化学成分最纯净的恒星，命名为SDSS J0715-7334。这颗红巨星距离地球约8万光年，其重元素含量不到太阳的0.005%，是此前纪录保持者的一半，比已知含铁量最低的恒星还要贫瘠40倍。

换句话说，它诞生于宇宙还几乎什么都没有的年代。

一颗恒星，凭什么值得举世瞩目？

要理解这个发现的分量，先要理解"重元素"在宇宙中意味着什么。

宇宙大爆炸之后，几乎只存在氢和氦，以及极微量的锂。所有比这更重的元素，碳、氧、铁、钙，无一例外都是后来由恒星内部的核聚变"锻造"出来的，并在超新星爆炸中被抛洒到宇宙空间。每一代恒星死亡，都会让下一代恒星的"原材料"更加丰富，周而复始，宇宙的元素组成才越来越复杂。

这意味着，一颗恒星的重元素含量越低，它就越接近宇宙的"开篇"。

来自芝加哥大学亚历山大·季教授“天体物理学野外课程”的学生们在智利卡内基科学中心拉斯坎帕纳斯天文台的麦哲伦·克莱望远镜前合影。他们用身体拼出“MIKE”字样，以此致敬他们利用该望远镜取得突破性发现的麦哲伦稻森京瓷阶梯光栅光谱仪（MIKE）。从左至右：希拉里·黛安·安达莱斯、皮埃尔·蒂博多、哈·杜、娜塔莉·奥兰蒂亚、里蒂卡·图德米拉、塞莱娜·梅希亚斯-托雷斯、张中元和亚历山大·季。图片来源：张中元

SDSS J0715-7334的铁和碳含量极低，研究团队据此判断，它属于宇宙中第二代恒星，由第一批恒星死亡后留下的物质形成。第一代恒星（天文学上称为"第三星族星"）诞生于大爆炸后约1亿至2亿年，全部由氢氦构成，燃烧剧烈，很快在超新星爆炸中走向终结。SDSS J0715-7334正是喝了那批"头锅汤"才诞生的，是现实意义上离宇宙起点最近的幸存者之一。

天文学家们寻找这类贫金属恒星，本质上是在用现存的"化石"反推宇宙早期的化学状态，因为那个年代的单颗恒星目前还无法被直接观测。芝加哥大学天文学家亚历山大·季（Alexander Ji）领导了这项研究，他将这类恒星称为"通往宇宙恒星与星系黎明的窗口"，这个比喻相当准确。

更出人意料的是这颗恒星的来历。通过将光谱观测数据与欧洲航天局盖亚（Gaia）任务的位置信息结合分析，研究团队发现，SDSS J0715-7334很可能并非"土生土长"于银河系，而是诞生于大麦哲伦星云附近，后来才被银河系引力俘获，迁徙进来。一颗约138亿年历史的"外来移民"，在我们的星系里悄然游荡了不知多少亿年，直到现在才被认出。

从数据海洋到清晨的那一刻确认

这个发现，还有一条颇为特别的故事线。

参与研究的并非全是资深天文学家，其中几位是芝加哥大学的本科生。季教授带着他的"天体物理学野外课程"学生，利用春假前往智利卡内基科学中心拉斯坎帕纳斯天文台，进行真实的观测实习。第一晚，他们在杜邦望远镜上采集了斯隆数字巡天第五期（SDSS-V）的数据，发现了这颗重元素含量极低的候选目标。第二晚，他们立即切换到麦哲伦-克莱望远镜，用高分辨率阶梯光栅光谱仪（MIKE）进行跟进观测。清晨时分，数据确认：这就是已知宇宙中化学成分最纯净的恒星。

学生们当时用身体在望远镜前拼出了"MIKE"四个字母，留下了一张颇具纪念意义的合影。

整个发现流程，体现了现代天文学的典型运作方式：先用大规模巡天项目（SDSS-V）在数百万条光谱中"海选"目标，再用高分辨率望远镜"精确击中"。SDSS-V目前正在南北半球同步运行，利用智利和新墨西哥州的多台望远镜采集全天光谱，正是这种体量才让找到如此稀有的"针"成为可能。

卡内基天文台负责人迈克尔·布兰顿表示，拉斯坎帕纳斯的望远镜系统对这项突破的"几乎每一个环节"都不可或缺。这并不是谦辞，从初步筛选到最终确认，两台不同量级的望远镜各司其职，缺一不可。

SDSS J0715-7334的发现，也将为下一步研究第一代恒星（第三星族星）的爆炸性质提供直接约束。科学家希望通过分析第二代恒星的化学成分，反向推算出"喂养"了它的那批初代恒星的质量、能量和核合成过程，从而绘出宇宙最早期化学演化的图谱。

这颗红巨星本身，或许还会再燃烧数十亿年。而它带给我们的，是一扇对准宇宙诞生之初的珍贵窗口。

天文宇宙芝加哥大学化学斐迪南·麦哲伦 Mike

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