激光网3月8日消息，科学家们首次能够解释宇宙中最遥远的星系之一中不寻常的化学成分背后的奥秘。这项突破性研究所建立的最先进的理论模型可能是我们更好地理解遥远宇宙的关键。
赫特福德大学天体物理研究中心的小林千明教授利用詹姆斯·韦伯太空望远镜的数据领导了这项突破性研究。
小林教授研究的星系被称为GN-z11，即在大爆炸后仅4.4亿年。然而，JWST拍摄的光谱表明GN-z11中的氮含量异常高，这让许多科学家感到惊讶。
在大爆炸期间，只产生轻元素，碳和较重的元素在恒星中产生，并在恒星在138亿年的宇宙时间后死亡时分布在星际介质中。
到目前为止，为解释银河系中存在如此多氮而提出的假设之一是超大质量恒星可能产生的元素，它的质量是太阳的50000到100000倍。
但小林教授的研究不仅推翻了超大质量恒星的假说，还推翻了残余的超大质量黑洞。相反，她建立了一种理解早期星系的新方法。
赫特福德大学天体物理学教授Chiaki Kobayashi教授说：“星系不是在告诉我们一颗不寻常的恒星，而是在告诉我们一个不寻常的星系生命。我们发现早期星系具有“爆发”恒星的形成，这导致了这种不寻常的化学成分。"
“在我们的模型中，估计只有一百万年的短暂时期内，氮的丰度比氧气高得多。
“我们的理论模型 - 不需要任何特殊的富集来源，就像我们银河系中的普通恒星一样 - 也预测了所有元素丰度，即使我们现在拥有最好的望远镜也无法检测到这些元素丰度。
爆发恒星理论模型有助于解开我们对早期宇宙的理解，同样研究核天体物理学的Kobaysahi教授解释说。
“在我们的模型中，银河系正在经历间歇性的、爆发性的恒星形成，相当大的垂死恒星被称为沃尔夫-拉耶特星，正在产生这种特殊的元素，在超新星产生氧气等主要重元素之前产生氮。
“我们相信，对于所有研究我们宇宙的人来说，这非常令人兴奋，这个模型正在见证星系高度戏剧性的进化阶段。
在谈到未来以及这一发现对天体物理学的意义时，小林教授补充说：“我们希望看到更多像这个星系这样的星系，具有不寻常的化学成分。
“我们还希望在这些星系中看到除氮和氧以外的更多元素。由于不同类型的恒星在不同的时间尺度上会产生不同的元素，因此元素丰度模式是了解宇宙历史的化石记录。我称这种方法为'银河系外考古学'。
研究结果发表在《天体物理学杂志快报》上。
