什么是金属性(Metallicity)？

在天文学中，金属丰度是指恒星中由氢和氦以外的元素组成的物质所占的比例。用天文学的说法，这类元素（锂、碳、氧）被称为金属。恒星中金属的数量取决于它的大小、年龄，最重要的是，它融合了多少轻元素例如，太阳是一颗年龄约45.7...

在天文学中，金属丰度是指恒星中由氢和氦以外的元素组成的物质所占的比例。用天文学的说法，这类元素（锂、碳、氧）被称为金属。恒星中金属的数量取决于它的大小、年龄，最重要的是，它融合了多少轻元素例如，太阳是一颗年龄约45.7亿年的主星序恒星，其金属丰度约为质量的1.6%。随着太阳变老，它的金属丰度将增加，直到它变成一颗红色巨星，燃烧其剩余的燃料，然后作为一颗永恒的恒星坐在那里发光的外壳被称为白矮星。由于光谱仪的魔力，天文学家可以分析遥远恒星的化学成分，甚至是附近星系中的一些恒星。金属丰度是天文学家用来将各种恒星归为白矮星、红巨星的主要变量之一，主星序恒星和超巨星。另一个变量是颜色。因为恒星进行核聚变，所以它们的能量来源是将轻原子核（氢和氦）融合成更重的原子核（碳）。恒星越年轻，它的核就越轻，它的金属丰度就越低。所有恒星中金属丰度最低的是假想的第三类恒星，是宇宙大爆炸中物质凝结后形成的第一颗恒星。这些恒星的金属丰度将低至质量的10-8%。所有现代恒星都有很高的金属丰度，这将是一个谜，如果不是假设之前存在第三类恒星，如前所述，它们几乎完全由轻元素组成这些恒星的质量非常大，能够有效地融合轻原子核，在不到100万年后就会爆炸——典型的恒星寿命是100亿年——通过超新星核合成产生重元素。在超新星爆炸的巨大热量和压力下，一定比例的轻元素会这些原始超新星很快被压缩成重元素。这些原始超新星产生了第二类恒星，它们是目前可观测到的最古老的恒星。其中最古老的恒星的金属丰度约为10-5%，不到太阳的1/10000。其中一些恒星的年龄约为110亿年，宇宙的年龄估计为137亿年，天文学家们继续寻找缺乏金属元素的恒星作为观察早期宇宙的窗口。

发表于 2020-09-18 06:12
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分类：科学教育

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