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下載安裝Flash播放器國家天文臺的陳學(xué)雷研究員在《2010科學(xué)發(fā)展報告》上發(fā)表了題為“第一代恒星和星系的形成”的文章,對第一代恒星的形成模式和性質(zhì)、形成后的反饋效應(yīng)等領(lǐng)域的研究進(jìn)展作了簡要回顧,并對第一代恒星和星系的觀測進(jìn)行了展望。
文章首先介紹了第一代恒星的形成模式和性質(zhì)。目前一般認(rèn)為最早形成的恒星即第一代恒星是在大爆炸后約1億~2億年內(nèi)大量形成的,對應(yīng)的紅移大約為20~30。由于其特殊的形成環(huán)境,第一代恒星的形成模式和性質(zhì)都與此后的恒星有很大不同。不含金屬或金屬含量極低的恒星又稱星族III恒星,一般被當(dāng)做第一代恒星的同義詞。
第一代恒星形成后,會對周邊環(huán)境產(chǎn)生多種多樣的反饋效應(yīng)。其中有些是正反饋,促成更多恒星的形成,有些則屬于負(fù)反饋。關(guān)于第一代恒星的反饋效應(yīng)尚待更深入的研究。一般認(rèn)為,只有質(zhì)量較大、束縛能較強(qiáng)的暗暈才能在第一代恒星形成后繼續(xù)保留住暈中的氣體,發(fā)生持續(xù)的恒星形成并成為第一代星系。隨著這些星系的增加,它們發(fā)出的輻射導(dǎo)致星系間氣體被電離,這一過程稱為再電離。
文章接著對第一代恒星和星系的觀測作了回顧分析和展望。作者認(rèn)為,未來10年,對第一代恒星和星系的觀測很可能取得重大的突破。在光學(xué)和近紅外方面,目前美國正在計劃發(fā)射新一代空間望遠(yuǎn)鏡JWST,更適合觀測早期宇宙;地面上,國際上在籌劃興建30米級的望遠(yuǎn)鏡TMT、GMT和ELT,其集光能力和角分辨率是空前的。在高頻射電波段,國外正在建設(shè)ALMA毫米波陣列,預(yù)計將觀測到許多高紅移天體的分子譜線,從而增進(jìn)我們對高紅移恒星形成的了解。我國已參與了TMT計劃和ALMA計劃,并計劃在觀測條件優(yōu)越的南極冰穹A(Dome A)地區(qū)建設(shè)大視場光學(xué)/近紅外望遠(yuǎn)鏡。最后,伽馬暴為觀測第一代恒星提供了獨特的機(jī)會,我國參與的SVOM項目將有可能探測到伽馬暴。(摘自中國科學(xué)院“科學(xué)發(fā)展報告”課題組撰寫的《2010科學(xué)發(fā)展報告》)