宇宙誕生後，所產生的第一代恆星，看起來會是什麼模樣？它們如何演化與死亡？
關於這些問題，天文學家心中都有一份劇本，但都苦無證據，因為第一代恆星離我
們非常遙遠，又是在久遠之前形成的，因此即使用全世界最棒的望遠鏡，也很難觀
測到--除非它們發生超新星爆炸。
激超新星（hypernova）是一種比超新星更劇烈的爆炸天體，通常伴隨伽瑪射線爆發
（gamma-ray bursts，GRB），因此，天文學家可以利用這些激超新星偵測來自第一
代恆星的遙遠星光。
美國航太總署（NASA）史威福（Swift）觀測衛星，偵測到一個紅移高達6.29的GRB，
估算應該是130億年前一顆恆星爆炸的結果，大約是宇宙誕生後不到10億年的時期。
德州大學（University of Texas）理論學者Volker Bromm等人預測：Swift在可操作
期間內觀測到的GRB中，可能有1/10都是來自紅移5以上的遙遠星體，也就是宇宙誕生
後10億年左右死亡的星體。
絕大部分的GRB都是來自第二代以後的恆星，但如果我們夠幸運的話，Swift將會偵測
到宇宙最早、最早一代的恆星，這些恆星的組成成分只有宇宙最原始的氫與氦。電腦
演算顯示：這些最早的第一代恆星因天文歷史之故，被稱為第三星族（Population III
），其質量重達太陽質量的50～500左右，因此第三星族的恆星核融合反應速率非常快
，能量消耗快的結果，造成這些恆星壽命都不長，很快地便在爆炸中結束一生。
Bromm等人表示：他們猜測最近發生的這個GRB可能不是第三星族造成的，但這麼高的
紅移值，仍然讓這個GRB相當值得花功夫研究。Bromm等人尋找的關鍵之處在於：第三
星族究竟能不能產生GRB--一種爆發威力猛烈到足以讓130億光年遠的星體被看見的現
象？答案是：能！第三星族的恆星質量龐大，其爆炸必定也非常猛烈，因此絕大部分ꨊ第三星族爆炸之後，應該都會形成黑洞。如果第三星族的恆星可能會是密近雙星系統
的一員，另一伴星會撕扯將死的第三星族恆星的外層大氣，使得爆炸發生時，可遮檔
爆炸威力的物質變少，經超新星爆炸新誕生的黑洞所產生的噴流，就可輕易地衝擊周
邊物質，因此應該可以產生GRB。
太陽系鄰近恆星中，約有一半左右的恆星為雙星系統或聚星系統的成員。不過，究竟
有多少比例的第三星族恆星屬雙星系統，尤其是密進雙星系統，仍屬未知。天文學家
希望能以理論和觀測雙管齊下的方式，臆測出第三星族屬雙星系統的比例上下限--藉
由搜尋高紅移GRB的方式，天文學家便可憑經驗縮減上下限的範圍；再改善電腦模擬的
方式，瞭解恆星形成過程的細節。
如果第三星族恆星中的雙星系統相當普遍，那麼高紅移GRB便是天文學家研究第一代恆
星的絕佳機會。而Swift則是天文學家第一個可用來研究高紅移第三星族恆星形成過程
的利器。
相關研究發表在天文物理期刊（Astrophysical Journal ）中，並可見於
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0509303。
參考資料：http://www.cfa.harvard.edu/press/pr0531.html, 2005.09.22
* 轉載自臺北天文館
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