120亿光年外的星系的新发现：研究揭示氟是如何在宇宙中形成的

来自英国赫特福德大学的Maximilien Franco说：“我们都知道氟，因为我们每天使用的牙膏以氟化物的形式含有它。”他领导了于11月4日发表在《自然-天文学》上的这项新研究。像我们周围的大多数元素一样，氟是在恒星内部产生的，但是，直到现在，科学家们还不知道这种元素到底是如何产生的。研究人员表示：“我们甚至不知道哪种类型的恒星产生了宇宙中大部分的氟！”

Franco和他的合作者在遥远的星系NGP-190387的大型气体云中发现了氟（以氟化氢的形式）。由于恒星在到达其生命的终点时，会排出它们在核心中形成的元素，因此这一探测意味着创造氟的恒星一定经历相对短暂的生命周期。

研究小组认为，Wolf–Rayet 恒星，即寿命只有几百万年的非常大的恒星，是最有可能产生氟的地点。他们表示，需要用它们来解释研究小组发现的氟化氢的数量。Wolf–Rayet 恒星以前曾被认为是宇宙氟的可能来源，但天文学家直到现在才知道它们在早期宇宙中生产这种元素方面有多重要。

“我们已经表明，Wolf–Rayet恒星是已知质量最大的恒星之一，在其生命的最后阶段会发生剧烈的爆炸，在某种程度上帮助我们保持良好的牙齿健康！”弗朗哥开玩笑说。

除了这些恒星，过去的研究还提出了氟如何产生和排出的其他情况。一个例子包括质量达到我们太阳几倍的巨型进化恒星的脉动，这些恒星被称为渐近巨星。但是研究小组认为，这些情况（其中一些需要数十亿年才能发生）可能不能完全解释NGP-190387中的氟的数量。

“对于这个星系来说，只用了几千万或几亿年的时间，氟的水平就可以与在银河系的恒星中发现的氟水平相媲美，而银河系的年龄是135亿年。这是一个完全出乎意料的结果，”赫特福德大学的教授Chiaki Kobayashi说。“我们的测量为氟的起源增加了一个全新的制约因素，对氟的研究已经进行了20年。”

NGP-190387的发现标志着在银河系及其邻近星系之外首次发现了氟。天文学家以前曾在遥远的类星体中发现过这种元素，类星体是由一些星系中心的超大质量黑洞驱动的明亮天体。但是以前从未在宇宙历史上如此早的恒星形成的星系中观察到这种元素。

该小组对氟的探测是一个偶然的发现，这要归功于空间和地面观测站的使用。NGP-190387最初是由欧洲航天局的赫歇尔空间天文台发现的，后来由位于智利的ALMA观测，就其距离而言，它是非常明亮的。ALMA的数据证实，NGP-190387的特殊亮度部分是由另一个已知的大质量星系造成的，它位于NGP-190387和地球之间，非常接近视线。这个大质量星系放大了Franco和他的合作者所观察到的光线，使他们能够发现NGP-190387中的氟在数十亿年前所发出的微弱辐射。

未来用极大望远镜（ELT）对NGP-190387进行研究--ESO的新旗舰项目，正在智利建造，将在十年内开始运行--可能会揭示这个星系的进一步秘密。“ALMA对寒冷的星际气体和尘埃所发出的辐射很敏感，”智利的ESO研究员杨辰涛说。“有了ELT，我们将能够通过恒星的直射光来观测NGP-190387，获得关于这个星系的恒星含量的关键信息。”