在探索宇宙起源的征程中,科學家們或許迎來了重大突破——詹姆斯·韋布太空望遠鏡可能捕捉到了宇宙中首批恒星的蹤跡。這些被稱為III族恒星(Population III stars)的天體,理論上誕生于138億年前的大爆炸之后,是宇宙中最早出現的恒星,也是現今所有恒星的“祖先”。
III族恒星完全由氫和氦構成,沒有其他重元素。它們的體積和質量遠超現代恒星,質量可達太陽的百萬倍,亮度更是太陽的數十億倍。然而,這些“巨無霸”的壽命卻異常短暫,早已在宇宙的演化中消失殆盡。不過,由于光速的限制,當我們向宇宙深處眺望時,實際上是在回望過去。因此,科學家們相信,只要觀測得足夠遙遠,就有可能捕捉到這些初代恒星的余暉。
最近,以美國俄亥俄州托萊多大學天體物理學副教授Eli Visbal為首的科研團隊宣布,韋布望遠鏡在距離地球130億光年的矮星系LAP1-B中,發現了符合III族恒星特征的證據。光譜分析顯示,這些恒星不僅釋放出大量高能光子,而且個體龐大,質量與理論預測高度吻合。
這些恒星發出的光最初是紫外線,但隨著宇宙的膨脹,其波長被極度拉伸,最終變成了紅外線。而韋布望遠鏡正是一臺專門設計用于觀測紅外線的太空望遠鏡,這使得它成為尋找III族恒星的理想工具。
研究人員指出,這并非韋布望遠鏡首次發現疑似III族恒星。2024年3月,它曾在宇宙誕生僅4.3億年時的GN-z11星系中發現過類似候選者。然而,LAP1-B是唯一一個同時具備III族恒星三大關鍵特征的案例:它形成于低金屬(氫氦)環境中,環境溫度適宜;位于一個僅含少量超大質量恒星的低質量星系內;且星系的質量分布符合初始質量函數的數學條件——即理論上這些恒星在形成時,其質量在族群中應當具有特定的分布方式。
這一發現之所以成為可能,得益于一種名為“引力透鏡”的天文現象。一個距離地球較近的星系團MACS J0416從LAP1-B前方經過,其巨大的質量扭曲并放大了后方遙遠天體的影像,使得LAP1-B得以“現身”。
哈勃太空望遠鏡此前拍攝的MACS J0416星系團圖像中,那些多彩的細長光帶正是引力透鏡效應的產物。前景星系團的巨大質量將后方遙遠天體的光線彎曲并放大,形成了這些壯觀的景象。











