天文|意外发现：天文学家重新思考贫金属球状星团理论
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迄今为止有所记录的最贫金属球状星团的发现 ， 使科学家们重新思考星系和球状星团的形成方式 。
一个国际科学小组在夏威夷Keck天文台利用额外观测时间 ， 对隔壁星系——仙女座星系中的一个巨大球状星团进行了快速观察 ， 得到了一个不同寻常的发现 。 这个星团被称为RBC EXT8 。 这是迄今为止观察到的最贫金属球状星团；也就是说 ， 它缺乏恒星在其生命周期中所形成的“更重”或更复杂的元素 。 图片源于ESASky en CFHT/Astronomie.nl 。
上周（2020年10月15日） ， 一个国际研究小组在Science上发表了一篇论文 ， 宣布发现了迄今为止记录的最贫金属的球状星团 。 球状星团是在星系的晕中发现的大型高对称性的星团 。 天文学家所说的“金属” ， 并不是指我们日常生活中见到的坚硬的闪闪发光的固体金属 ， 而是指碳 ， 氮 ， 氧 ， 氖 ， 铁和镁这样的在恒星内部形成的比氢和氦重的元素 ， 而氢和氦一般产生于宇宙大爆炸 。 这个新发现的贫金属球状星团在M31（仙女座星系 ， 银河系附近的大型漩涡星系）中非常显眼 ， 由于它的金属含量太少 ， 使科学家不得不重新审视那些已经被接受的星系形成理论 ， 同时也引发了一些关于球状星团在何时如何形成的疑问 。
【天文|意外发现：天文学家重新思考贫金属球状星团理论】根据最新研究 ， 在那个巨大的球状星团RBC EXT8中 ， 有一些金属（重元素）含量非常低的恒星 ， 比在我们自己的太阳内部发现的还要少800倍 。 整个星团的金属含量比以前记录的金属含量最低的球状星团还要少3倍 。
RBC EXT8 在此前未曾得到科学家的重视 ， 因为它的很多特征和其他类似的大型球状星团一样 。 它的质量约为100万倍太阳质量 ， 说明它可能有大约100万个恒星 。 跟其他在仙女星系的晕中发现的同类星团一样 ， 被认为形成于整个星系历史的早期 。 事实上 ， 球状星团中的恒星一般被认为是星系中最老的恒星 。 除了一些传统的特征之外 ， RBC EXT8 贫金属的特征与其他球状星团非常不同 ， 即使是那些已知的贫金属球状星团 。
这一发现推翻了星系形成的科学理论 ， 让科学家们开始质疑他们所谓的金属丰度界限 ， 即球状星团中可能存在的最低金属含量
荷兰内梅亨大学的天文学家S?ren Larsen领导的研究小组发现了RBC EXT8的贫金属特性 。 图片来源：安东·潘涅库克天文研究所
这项研究的主要作者、荷兰内梅亨大学的天文学家S?ren Larsen在声明中说：
“我们的研究表明 ， 在宇宙的早期 ， 在含有少量的除氢和氦以外的元素的气体云中就能形成大型球状星团 。 这十分令人惊讶 ， 因为对于形成大型球状星团来说 ， 这样的如同“小积木”一样的原始气体块太小了 。
他这里所说的“小积木“指的是”原星系“ ， 有时也称为”原始星系“ ， 本质上是正在形成星系的气体云 。Larsen说 ， 在仙女座星系中发现了这个”贫金属“的球状星团 ， 意味着关于星系形成的科学理论可能需要一些修改 。 他说：
大的星系——比如我们的银河系或者仙女座星系——通常认为是由多个小型的原星系云组成的（这些原星系就像组成大型星系的“小积木”一样） ， 而原星系云的质量与它们的金属丰度之间存在着联系 。 也就是说 ， 大的星系含有更多的金属元素（比氢和氦更重的元素） ， 而金属丰度低的恒星与星团（大部分都是氢和氦）应该是由最小的原星系云形成 。
要形成一个像RBC EXT8 这样的贫金属星团 ， 原星系云必须非常小 ， 但质量非常小的原星系云在现在的星系形成理论中 ， 又无法形成如此大质量的星系团 。
所以 ， 星系形成理论可能需要一些修改 。
在夏威夷凯克天文台的这个发现 ， 让科学家们重新审视他们关于球状星团的理解 。 他说：
银河系中的一些贫金属球状星团 Messier15 和 ESO 280-SC06 ，含有比太阳少200到300倍的金属（铁元素） 。 而RBC EXT8现在把已知的金属含量下限又降低了约三分之一 。
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