中央研究院天文与天体物理研究所(ASIAA)的唐敬耀和陈克荣博士利用伯克利国家实验室强大的超级计算机在解码第一颗恒星的诞生质量方面取得了实质性进展。

这项新研究发表在最新一期的《皇家天文学会月刊》上。

在宇宙的最初阶段，大爆炸后仅存在氢和氦，而碳和氧等关键的维持生命的元素尚未出现。大约 2 亿年后，第一批恒星，即族群 III (Pop III) 恒星，开始形成。

这些恒星通过其核心的核燃烧开始产生较重元素。当这些恒星到达生命周期的终点时，一些恒星变成超新星，产生强大的爆炸，将新合成的元素分散到早期宇宙中，成为生命的基础。

发生的超新星类型取决于第一颗恒星消亡时的质量，从而导致不同的化学丰度模式。对在第一批恒星及其超新星之后形成的极贫金属(EMP)恒星的观测对于估计第一批恒星的典型质量至关重要。通过观察，EMP 恒星的元素丰度表明，第一批恒星的质量为 12 到 60 个太阳质量。

在宇宙结构形成过程中，原始气体流入暗物质晕形成的引力井。当流入的气体在晕中心汇聚时，它会引发强大的湍流运动。这种强烈的湍流会搅动云，产生明显的块状结构，如上图所示。最终，这些团块内的致密核心经历了引力塌缩，标志着第一批恒星的形成。图片来源：ASIAA/Ching-Yao Tang

该图像描绘了大爆炸后约 2 亿年第一颗恒星形成时期的宇宙结构。灰色结构说明了当第一批恒星在一些暗物质晕内形成时暗物质的分布。彩色斑点代表不同质量的恒星，提供了塑造早期宇宙的复杂过程的视觉表现。图片来源：ASIAA/陈克荣

该图像描绘了大爆炸后约 2 亿年第一颗恒星形成时期的宇宙结构。灰色结构说明了当第一批恒星在一些暗物质晕内形成时暗物质的分布。彩色斑点代表不同质量的恒星，提供了塑造早期宇宙的复杂过程的视觉表现。图片来源：ASIAA/陈克荣