第一顆恆星與星系何時產生、怎樣產生?

一個運氣不太好的小張


第一顆恆星的出現需要結合宇宙大爆炸理論進行說明,目前天文學界普遍的觀點認為,宇宙誕生自一次大爆炸中,由量子漲落引發。現代大爆炸理論認為,宇宙起源於137億年前的一場大爆炸,如果沒有這場大爆炸,之後的一切都將不復存在,也就沒有第一顆恆星和第一個星系了。

在大爆炸之初,宇宙的溫度非常高,超出的人類的想象,物質只能以中子、質子、中微子等形態存在,可以說是基本粒子時期。

之後,宇宙不斷膨脹,溫度逐漸下降,質子、中子可以相互結合形成原子核,原子核和電子結合形成原子,眾多原子結合形成分子,並逐步形成氣體。這一過程花去了30萬年,這時的宇宙主要由這些氣體構成。

最初,這些氣體在宇宙中幾乎是均勻分佈的,但有些區域氣體的密度比平均值略微高了一些,這些氣體會因為自身引力的作用而相互吸引收縮,這導致它們的密度進一步增加,引力作用也進一步增強,氣體的收縮速度也越來越快。在一團氣體收縮的過程中,其他氣體的引力拉力使氣體開始很緩慢地旋轉起來,隨著收縮的持續,氣體自轉的速度越來越快。

最終,當氣體變得足夠小時,它的自轉速度也足夠大,足以平衡引力的吸引,這樣星系就誕生了,目前發現的最早的星系就誕生於135.5億年前,再往前就沒有可見的物質了,因為那時候的宇宙還沒有誕生第一批恆星和星系。

川陀太空


深空電報


宇宙誕生於137億年前的一次大爆炸,爆炸剛發生時,宇宙中只有質子、中子、電子、光子、中微子等基本粒子。宇宙爆炸之後就處於不斷膨脹的狀態,其溫度和密度迅速下降,於是基本粒子逐步形成了原子核、原子、分子等微粒,並最終複合成為氣體。氣體逐漸聚集到一起形成彌散的氣體雲(即星雲),氣體雲中的氣體坍縮、旋轉、聚集,最後進一步形成恆星和星系,其中就有第一代恆星和星系。

宇宙中第一個恆星與星系產生的時間大約在7億年左右,天文學家利用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列發現的最古老氧元素聚集就在7億年左右,比如SXDF-NB1006-2天體,紅移值為7.2,是目前觀測到最遙遠的氧氣。進一步觀測發現,SXDF-NB1006-2中的氧比現代恆星要少很多倍,而氧是構成恆星的一種元素之一。在大爆炸之後的數億年時間,宇宙出現了再電離時期,科學家在SXDF-NB1006-2天體上探測到電離氧產生的光。如果說這是第一代恆星產生的光,也是有可能的。

第一代恆星誕生的過程和機制與現在基本相同,都經過了氣體物質聚集、坍縮等過程。只不過兩者相比現代恆星的壽命比較長,第一代等早期恆星壽命比較短,以太陽這樣的恆星為例,壽命達到了100億年以上。只有恆星出現,且大量出現,才組成了現在我們看到的星系和星系團,組成了我們如今所看到的宇宙。


太空伊卡洛斯


Results from NASA's Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) released in February 2003 show that the first stars formed when the universe was only about 200 million years old. Observations by WMAP also revealed that the universe is currently about 13. 7 billion years old. So it was very early in the time after the Big Bang explosion that stars formed.

Observations reveal that tiny clumps of matter formed in the baby universe; to WMAP, these clumps are seen as tiny temperatures differences of less than one-millionth of a degree. Gravity then pulled in more matter from areas of lower density and the clumps grew. After about 200 million years of this clumping, there was enough matter in one place that the temperature got high enough for nuclear fusion to begin - providing the engine for stars to glow.

This result surprised many scientists who thought that it would have taken much longer for gravity to pull enough matter together to make a star.


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在宇宙誕生的時候它不光創造力所有物質,時間和空間,它還創造了四大基本自然力,而其中一個力就是我們知道的引力,當宇宙中氫元素誕生並充滿整個宇宙時,這時候引力就發揮它的作用了,它將氫元素壓縮聚集在一起,並形成星系,就像一張巨大的網一樣,第一個恆星就在這些充滿氫元素的星雲中形成。又是引力的關係,將一些物質聚集在一起,形成星系,第一顆恆星它的體積質量都很大,亮度都很高,而它的壽命很短,這幾個特點。


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科學家們說的:所謂的恆星與星系產生應該是在所謂的大爆炸而產生的物質與所謂的暗物質與暗能量,在那些密度足夠高的普通物質團塊中,被壓縮得過於緻密的氣體最終會引發核聚變,即氫核相互結合形成氦和其他更重的元素。核聚變的過程釋放出大量能量,使得氣態物質開始發光發熱:這就是第一批恆星的誕生,同時星系也誕生了吧。


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