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德国科学家发现,一个遥远类星体含有大量的铁,铁含量比例比太阳系还要高出几倍。类星体是非常古老的天体,它们诞生时宇宙还很年轻,而铁元素形成需要漫长的时间。这种异常高的铁含量,可能意味着宇宙比人们从前猜测的更老。
类星体是在照相底片上看上去像恒星的天体,它们异常明亮、遥远,有着巨大的红移,据猜测可能是剧烈活动的星系核。在那里,物质跌入巨大的黑洞,发出大量X射线。德国马普学会地外物理研究所的Günther Hasinger等人,利用XMM-NEWTON空间X射线望远镜,分析了类星体APM 08279+5255发出的X射线。这个类星体的红移为3.91,它诞生时,宇宙年龄大约是现在的1/10.它本来就很明亮,光线在到达地球的途中又经过了一个引力透镜的放大,因此格外明亮,适宜用于研究早期宇宙的情形和巨大黑洞附近的情况。光谱分析表明,这个类星体中心的铁含量异常高,铁-氧元素比例比太阳系高出3到5倍。目前人们对宇宙年龄的估计为150亿年左右,因此这个类星体诞生时,宇宙可能只有15亿岁。与之相比,太阳系形成于宇宙大爆炸之后90亿年。
大爆炸之初产生的元素只有氢和氦,所有的“重元素”都要是在后来形成的恒星的热核反应炉中合成的,然后在超新星爆炸中被抛入星际空间。这些星尘一部分参与形成新的恒星和行星(例如太阳和地球),另一部分则被星系中央的黑洞吸收。在核反应中,铁是最稳定的元素,无论是使它裂变还是聚变,吸收的能量都比放出的能量要多,产生大量铁需要很长时间。因此,这样古老的一个类星体里,铁含量甚至高于年轻得多的太阳系,是很反常的情况。对此只有两种解释:一是存在我们未曾知道的、更有效的铁元素产生机制,一是宇宙比想象的更老。目前看来,后一种似乎更有理些。
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