内容摘要：一幅插圖，展示了在一個由劈啪作響的橙色輻射和發光的黑洞組成的湍流場中閃爍的星光。(圖片來源:歐空局)（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（ByPaulSutter）：一項新的研究發現，宇宙中第一批恒

一幅插圖，展示了在一個由劈啪作響的橙色輻射和發光的黑洞組成的湍流場中閃爍的星光。(圖片來源:歐空局)
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（By Paul Sutter）：一項新的研究發現，宇宙中第一批恒星的質量可能超過太陽的1萬倍，大約是當今最大恒星的1000倍。
如今，最大的恒星有100個太陽質量。但研究人員發現，早期宇宙是一個更加奇特的地方，充滿了壽命很短、死得非常非常年輕的巨型恒星。
一旦這些注定要滅絕的巨人滅絕了，環境就不再適合它們再次形成。
宇宙黑暗時代
130多億年前，大爆炸後不久，宇宙沒有恒星。除了幾乎完全由氫和氦組成的中性氣體熱湯之外，什麽也沒有。然而，經過數億年，這種中性氣體開始堆積成密度越來越大的物質球。這一時期被稱為宇宙黑暗時代。
在現代宇宙中，致密的物質球迅速坍縮形成恒星。但那是因為現代宇宙擁有早期宇宙所缺乏的東西:大量比氫和氦重的元素。這些元素在輻射能量方麵非常有效。這使得密集的團塊非常迅速地收縮，坍縮到足夠高的密度，從而引發核聚變——通過將較輕的元素結合成較重的元素來為恒星提供動力的過程。
但是首先獲得較重元素的唯一方法是通過同樣的核聚變過程。多代恒星的形成、融合和消亡使宇宙豐富到了現在的狀態。
由於沒有快速釋放熱量的能力，第一代恒星必須在非常不同、也非常困難的條件下形成。

當塵埃和氣體雲坍縮，引發致密物質球內部的核聚變時，恒星就形成了。(圖片來源:NASA/ESA/哈勃遺產團隊(STScI/AURA))
冷鋒
為了理解這些第一批恒星的謎團，一組天體物理學家轉向了黑暗時代的複雜計算機模擬，以了解當時發生了什麽。他們在1月份的一篇論文中報告了他們的發現，該論文發表在預印本數據庫arXiv上，並提交給皇家天文學會月刊進行同行評議。
這項新工作具有所有常見的宇宙學成分:幫助星係生長的暗物質，中性氣體的演化和聚集，以及可以冷卻有時重新加熱氣體的輻射。但他們的工作包括其他人所缺乏的東西:冷鋒——快速移動的冷凍物質流——猛烈撞擊已經形成的結構。
研究人員發現，在第一顆恒星形成之前，有一個複雜的互動網絡。中性氣體開始聚集在一起。氫氣和氦氣釋放了一點熱量，這使得中性氣體慢慢達到更高的密度。
但高密度的團塊變得非常溫暖，產生的輻射使中性氣體分裂，並阻止其分裂成許多更小的團塊。這意味著由這些團塊組成的恒星會變得非常大。

這幅藝術家的作品展示了在一顆正在形成的大質量恒星中探測到的熱浪所產生的爆炸。(圖片鳴謝:Katharina Immer/JIVE)
超大質量恒星
輻射和中性氣體之間的這些來回相互作用導致了大量中性氣體的形成——第一個星係的開始。這些原星係深處的氣體形成了快速旋轉的吸積盤——在大質量物體周圍形成的快速流動的物質環，包括現代宇宙中的黑洞。
與此同時，在原星係的外緣，冷鋒氣體如雨點般落下。最冷、質量最大的鋒麵穿透原星係，一直到達吸積盤。
這些冷鋒猛烈撞擊這些圓盤，使它們的質量和密度迅速增加到一個臨界閾值，從而允許第一批恒星出現。
那些第一批恒星不僅僅是普通的核聚變工廠。它們是巨大的中性氣體團塊，一下子點燃了它們的核聚變核心，跳過了分裂成小碎片的階段。由此產生的恒星質量非常巨大。
那些第一批恒星會異常明亮，壽命極短，不到一百萬年。(現代宇宙中的恒星可以活幾十億年)。在那之後，它們會死於超新星爆發的猛烈爆發。
這些爆炸將攜帶內部聚變反應的產物——比氫和氦更重的元素——然後為下一輪恒星形成埋下種子。但是現在被更重的元素汙染了，這個過程不能再重複了，那些怪物再也不會出現在宇宙舞台上了。
最初發表於LiveScience.com。