天空铅云密布□ 罕见恒星，重金属云层罩顶
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 牛津大学出版社英国皇家天文学会月刊(RAS)最近刊登的一篇论文指出，一组天文学家团
队利用位在北爱尔兰的「阿马天文台」(Armagh Observatory)，发现了两个不寻常的恒星
，其大气层中，铅浓度极高。论文首席作者为中研院天文所专门研究星际尘埃及化学组成
的博士後研究员，那斯琳(Naslim Neelamkodan)。

恒星HE2359-2844的示意图，看到的是它被铅云覆盖的表面。高达38,000度的超高温造成
表面颜色偏蓝。如果非常贴近恒星，加上专门的过滤器，观测者可能看到一个如图所示的
，由铅和「锆」等重金属形成的云层。「锆」(Zr)是一种化学元素。(Images created
using POV-Ray by C. S. Jeffery. Click)

这支研究小组专门研究一些小恒星的表面，特别是指富氦次矮星。已知这是一种极罕见恒
星，因为它们的氢气和氦气含量非常少，远低於正常值。这只研究团队三年前发现了一颗
表面富含锆的恒星，「锆」这种元素最为大众所知的用途就是用来制造假钻石，俗称苏联
钻。现在，这个团队将研究指向了另一组特性类似的恒星，已经发现的两个恒星表面含铅
量，高达目前太阳表面含铅量的10,000倍。

新发现的这两颗恒星HE 2359-2844和HE 1256-2738距离地球分别有800和1000光年远，方
向是在玉夫座和长蛇座，起初他们从光谱中看到这两颗恒星都有些特性，和任何已知原子
都不相同，经过一番验证後得知，原来这些讯号和铅原子有关。

原子序数为82的铅，是自然界最重元素之一，若与太阳相比，太阳里每100亿个氢原子里
只有不到一个铅原子。在摄氏38,000高温下，两颗恒星的表面都已热到每一个铅原子里都
有三个电子被剥离的程度，结果是离子会让恒星光谱出现非常特别的谱线，从而测量出大
气中的铅浓度，此外，研究团队还发现，这两颗恒星的钇和锆竟然达到太阳的一万倍，它
们的出现也是在锆恒星LS IV-14 116以外出现一组新形成的「重金属次矮恒星」族。

那斯琳团队认为这种「重金属恒星」在明亮红巨星、和低亮度的蓝次矮星两者间扮演著关
键性角色。前者很大，有太阳的30~40倍，而後者大小只有太阳1/5、温度高达7倍，亮度
达70倍。一些巨红星因为失去厚重的氢外壳而成为很热的次矮星，或近赤裸状态的氦星。
在这个过程中，条件变得有利於来自於氦星的光压力作用於各个原子，使元素分为多层，
且重金属因受压缩的关系而浓度飙高至一万倍。

就像地球大气层中的水气一样，不同层有不同密度，呈现像彩虹般多层次的鸡尾酒，如果
一层重金属的高度和浓度条件都是刚刚好，它就会形成一层云，且从地球也能看得到。该
小组认为他们发现的这重金属云层能被观测到是个罕例，据估计，这些铅云层的厚度约
100公里，重达一千亿吨。

那斯琳团队将在这些罕见恒星里继续搜索其他由重金属形成云层的证据，看是否能找到更
多关於长期时间，光压力将「富氦次矮星」里的化学成分分类加以分层的证据。关於这种
罕见恒星的过去如何形成、未来会如何演化，现阶段所知仍然有限。(Lauren 译）

资料来源：
http://www.ras.org.uk/news-and-press/224-news-2013/2322-under-leaden-skies