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下载安装Flash播放器国家天文台的陈学雷研究员在《2010科学发展报告》上发表了题为“第一代恒星和星系的形成”的文章,对第一代恒星的形成模式和性质、形成后的反馈效应等领域的研究进展作了简要回顾,并对第一代恒星和星系的观测进行了展望。
文章首先介绍了第一代恒星的形成模式和性质。目前一般认为最早形成的恒星即第一代恒星是在大爆炸后约1亿~2亿年内大量形成的,对应的红移大约为20~30。由于其特殊的形成环境,第一代恒星的形成模式和性质都与此后的恒星有很大不同。不含金属或金属含量极低的恒星又称星族III恒星,一般被当做第一代恒星的同义词。
第一代恒星形成后,会对周边环境产生多种多样的反馈效应。其中有些是正反馈,促成更多恒星的形成,有些则属于负反馈。关于第一代恒星的反馈效应尚待更深入的研究。一般认为,只有质量较大、束缚能较强的暗晕才能在第一代恒星形成后继续保留住晕中的气体,发生持续的恒星形成并成为第一代星系。随着这些星系的增加,它们发出的辐射导致星系间气体被电离,这一过程称为再电离。
文章接着对第一代恒星和星系的观测作了回顾分析和展望。作者认为,未来10年,对第一代恒星和星系的观测很可能取得重大的突破。在光学和近红外方面,目前美国正在计划发射新一代空间望远镜JWST,更适合观测早期宇宙;地面上,国际上在筹划兴建30米级的望远镜TMT、GMT和ELT,其集光能力和角分辨率是空前的。在高频射电波段,国外正在建设ALMA毫米波阵列,预计将观测到许多高红移天体的分子谱线,从而增进我们对高红移恒星形成的了解。我国已参与了TMT计划和ALMA计划,并计划在观测条件优越的南极冰穹A(Dome A)地区建设大视场光学/近红外望远镜。最后,伽马暴为观测第一代恒星提供了独特的机会,我国参与的SVOM项目将有可能探测到伽马暴。(摘自中国科学院“科学发展报告”课题组撰写的《2010科学发展报告》)