138億年前，宇宙誕生之初的第一代超大質(zhì)量恒星是否存在，一直是困擾科學(xué)界的謎團(tuán)。我國(guó)科研人員通過(guò)多年研究，在國(guó)際上首次發(fā)現(xiàn)了第一代超大質(zhì)量恒星的化學(xué)遺跡，從而證明了這類宇宙中最古老恒星的存在，這對(duì)探索恒星的起源與演化具有重要意義。該科研成果于北京時(shí)間6月7日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表。

為了揭開(kāi)第一代超大質(zhì)量恒星是否存在這個(gè)謎團(tuán)，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)的科研團(tuán)隊(duì)利用位于河北興隆的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——郭守敬望遠(yuǎn)鏡開(kāi)展了相關(guān)研究工作?？蒲腥藛T通過(guò)該望遠(yuǎn)鏡獲得的數(shù)百萬(wàn)條恒星光譜，發(fā)現(xiàn)在銀河系暈上存在一顆質(zhì)量大約為0.5個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的恒星，距離地球約3327光年，它的金屬元素含量極低，符合理論上第一代恒星終結(jié)后孕育的第二代恒星特征。

第一代恒星遺跡孕育第二代恒星

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)邢千帆副研究員介紹，他們利用LAMOST（郭守敬望遠(yuǎn)鏡）產(chǎn)生的500多萬(wàn)條恒星光譜，從中找出了鎂含量最低的一顆恒星，獲取了它的高分辨率光譜，與超新星理論模型的計(jì)算值進(jìn)行比較，確定了這顆恒星中的這些元素來(lái)自260倍太陽(yáng)質(zhì)量的第一代恒星。

據(jù)介紹，第一代恒星質(zhì)量可達(dá)太陽(yáng)質(zhì)量的140倍到260倍，屬于超大質(zhì)量恒星，是宇宙中最古老的恒星。這類恒星存在于130多億年前宇宙誕生初期，但是壽命只有三百萬(wàn)年左右，隨后便會(huì)發(fā)生超新星爆發(fā)，孕育出科研人員們發(fā)現(xiàn)的第二代恒星。邢千帆副研究員形象地比喻這次科研工作就是，通過(guò)現(xiàn)存的第二代恒星的DNA，發(fā)現(xiàn)了其父輩恒星的特征。第一代恒星，它有很多“孩子”（第二代恒星），但是這些“孩子”里最長(zhǎng)壽的這個(gè)恒星，能活到現(xiàn)在，壽命已經(jīng)達(dá)到130多億年。我們科研人員觀測(cè)到了這顆“長(zhǎng)壽”恒星，并通過(guò)對(duì)它的研究，推出它的上一代恒星的質(zhì)量、性質(zhì)。

銀河系

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)趙剛研究員指出，下一步科研團(tuán)隊(duì)將通過(guò)LAMOST（郭守敬望遠(yuǎn)鏡）的海量數(shù)據(jù)，來(lái)反演最初第一代恒星的不同質(zhì)量恒星的分布，探索整個(gè)宇宙的演化歷史和恒星的演化歷史。

郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）簡(jiǎn)介

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)網(wǎng)站資料顯示，郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST，大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡）是一架新類型的大視場(chǎng)兼?zhèn)浯罂趶酵h(yuǎn)鏡，即“王-蘇反射施密特望遠(yuǎn)鏡”。

它是由反射施密特改正板MA（大小為5.72米×4.40米，24塊對(duì)角線長(zhǎng)1.1米，厚度為25毫米的六角形平面子鏡組成）、球面主鏡MB（大小為6.67米×6.05米，37塊對(duì)角線長(zhǎng)為1.1米，厚度為75毫米的六角形球面子鏡組成）和焦面構(gòu)成。

球面主鏡及焦面固定在地基上，反射施密特改正板作為定天鏡跟蹤天體的運(yùn)動(dòng)，望遠(yuǎn)鏡在天體經(jīng)過(guò)中天前后時(shí)進(jìn)行觀測(cè)。天體的光經(jīng)MA反射到MB，再經(jīng)MB反射后成像在焦面上。焦面上放置的光纖，將天體的光分別傳輸?shù)焦庾V儀的狹縫上，然后通過(guò)光譜儀后的CCD探測(cè)器同時(shí)獲得大量天體的光譜。

LAMOST應(yīng)用薄鏡面主動(dòng)光學(xué)加拼接鏡面主動(dòng)光學(xué)技術(shù)，在曝光1.5小時(shí)內(nèi)可以觀測(cè)到暗達(dá)20.5等的天體，使其成為大口徑兼大視場(chǎng)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的世界之最。同時(shí)，采用并行可控的光纖定位技術(shù)，在5度視場(chǎng)，直徑為1.75米的焦面上放置4000根光纖，同時(shí)獲得4000個(gè)天體的光譜，使其成為世界上光譜獲取率最高的望遠(yuǎn)鏡。

LAMOST安放在中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)興隆觀測(cè)站，該站地處燕山主峰南麓，位于河北省興隆縣連營(yíng)寨（東經(jīng)7小時(shí)50分，北緯40度23分），海拔960米。LAMOST在大規(guī)模光學(xué)光譜觀測(cè)和大視場(chǎng)天文學(xué)研究方面，居于國(guó)際領(lǐng)先的地位。

郭守敬望遠(yuǎn)鏡