宇宙中到处都是尘埃。即使是宇宙中最空旷的地方也充满了微小的颗粒，它们影响着恒星的形成以及行星最终的聚合。
几十年来，科学家们一直认为这种尘埃需要充足的重元素，例如硅、氧和铁。如果没有这些重元素，尘埃就会很少甚至完全消失。
但现在，银河系附近的一个小星系表明，即使几乎所有常见的成分都缺失，尘埃也能形成。
这一发现正在改变科学家们对早期宇宙的看法，以及它在资源极其匮乏的情况下能够创造出怎样的事物。
六分仪座星系
这个星系名为六分仪座A星系。它距离地球约400万光年，按宇宙标准来看非常小。
这个星系之所以特别，是因为它的化学成分非常简单——金属含量仅占太阳的3%到7%。在天文学中，“金属”指的是比氢和氦重的任何元素。
由于六分仪座A星体积很小，它无法捕获垂死恒星和超新星爆炸产生的大部分重元素。这些物质会逃逸到太空中。
这使得该星系成为大爆炸后不久、宇宙尚未有时间自我完善之前所存在的星系的代表。
利用美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜，天文学家进行了更仔细的观测。他们发现了一些不应该存在的东西。
来自老牌明星的线索
在六分仪座A星系深处，存在着一些接近生命终点的衰老恒星。这些恒星会膨胀、冷却，并开始向太空抛射物质。在更大、更丰富的星系中，这一阶段通常会产生我们熟悉的尘埃。
韦伯望远镜的中红外仪器观测了其中六颗恒星，并探测到了化学信号，揭示了截然不同的景象。尘埃确实存在，但它的形态与科学家们的预期大相径庭。
该研究的主要作者伊丽莎白·塔兰蒂诺是太空望远镜科学研究所 ( STScI ) 的博士后研究员。
“六分仪座A星系为我们提供了第一批尘埃星系的蓝图。这些结果有助于我们解读韦伯望远镜拍摄到的最遥远星系，并了解宇宙最初是如何构建其组成部分的，”塔兰蒂诺说。
六分仪 A 中不含金属的粉尘
其中有一颗恒星格外引人注目。它位于被称为渐近巨星分支恒星的恒星群中质量较大的一端。
正常情况下，像这样的恒星会产生硅酸盐尘埃。硅酸盐需要硅和镁等元素。而六分仪座A几乎不含这些元素。
“其中一颗恒星的质量属于渐近巨星支（AGB）的高质量端，这类恒星通常会产生硅酸盐尘埃。然而，由于金属丰度如此之低，我们预计这些恒星几乎没有尘埃，”相关研究的主要作者玛莎·博耶说道。
“然而，韦伯望远镜却揭示了一颗恒星正在锻造几乎完全由铁构成的尘埃颗粒。这是我们在早期宇宙恒星的类似物中从未见过的现象。”
这一发现表明，当通常的物质缺失时，恒星可以采用不同的方法来合成物质。
同一星系中质量较小的恒星也产生了碳化硅尘埃，尽管硅的含量很低。这些结果共同证明，固体颗粒可以以意想不到的方式形成。
早期尘埃可能是什么样子
如今的尘埃通常由硅酸盐组成，会留下清晰的化学痕迹。而铁粉的性质则有所不同。
博耶说：“早期宇宙中的尘埃可能与我们今天看到的硅酸盐颗粒非常不同。”
“这些铁颗粒能有效地吸收光线，但不会留下清晰的光谱特征，它们可以形成韦伯望远镜探测到的遥远星系中的大量尘埃库。”
这有助于解释为什么非常遥远的星系看起来比之前的模型预测的尘埃更多。尘埃确实存在，只是并非以科学家们假设的形式存在。
复杂分子构成的微小岛屿
韦伯望远镜不仅观测了恒星，还观测了恒星之间的空间。在那里，它发现了微小的多环芳烃（PAHs）团块。这些碳基分子是最小的尘埃颗粒之一，会在红外光下发光。
六分仪座A星系是目前已知金属丰度最低且含有多环芳烃的星系。与多环芳烃广泛分布于较大星系的现象不同，这些分子似乎只存在于直径仅几光年的狭小区域内。
“韦伯望远镜表明，即使在金属含量最低的星系中，多环芳烃也能形成并存活下来，但只能在致密气体形成的小型、受保护的岛屿中才能实现，”塔兰蒂诺说。
这些气团很可能形成于气体密度足够高，能够屏蔽分子免受强辐射的地方。这解开了长期以来困扰人们的一个谜团：为什么在重元素含量极低的星系中，多环芳烃似乎会消失。
从六分仪中汲取的教训
综合来看，这些发现表明宇宙远比我们之前认为的要灵活得多。尘埃的形成并非依赖于单一的配方或来源。即使在恶劣的条件下，恒星也能找到构建固体物质的方法。
博耶说：“在六分仪座 A 星系中发现的每一个星系都提醒我们，早期宇宙比我们想象的更具创造力。”
“显然，早在像我们所在的星系这样的星系出现之前，恒星就已经找到了制造行星基本组成部分的方法。”
未来的观测将聚焦于这些尘埃斑块，详细研究它们的化学成分。目前，六分仪座A星系的存在提醒我们，宇宙很少遵循简单的规律，尤其是在它早期的时候。
宇宙中到处都是尘埃。即使是宇宙中最空旷的地方也充满了微小的颗粒，它们影响着恒星的形成以及行星最终的聚合。
几十年来，科学家们一直认为这种尘埃需要充足的重元素，例如硅、氧和铁。如果没有这些重元素，尘埃就会很少甚至完全消失。
但现在，银河系附近的一个小星系表明，即使几乎所有常见的成分都缺失，尘埃也能形成。
这一发现正在改变科学家们对早期宇宙的看法，以及它在资源极其匮乏的情况下能够创造出怎样的事物。
六分仪座星系
这个星系名为六分仪座A星系。它距离地球约400万光年，按宇宙标准来看非常小。
这个星系之所以特别，是因为它的化学成分非常简单——金属含量仅占太阳的3%到7%。在天文学中，“金属”指的是比氢和氦重的任何元素。
由于六分仪座A星体积很小，它无法捕获垂死恒星和超新星爆炸产生的大部分重元素。这些物质会逃逸到太空中。
这使得该星系成为大爆炸后不久、宇宙尚未有时间自我完善之前所存在的星系的代表。
利用美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜，天文学家进行了更仔细的观测。他们发现了一些不应该存在的东西。
来自老牌明星的线索
在六分仪座A星系深处，存在着一些接近生命终点的衰老恒星。这些恒星会膨胀、冷却，并开始向太空抛射物质。在更大、更丰富的星系中，这一阶段通常会产生我们熟悉的尘埃。
韦伯望远镜的中红外仪器观测了其中六颗恒星，并探测到了化学信号，揭示了截然不同的景象。尘埃确实存在，但它的形态与科学家们的预期大相径庭。
该研究的主要作者伊丽莎白·塔兰蒂诺是太空望远镜科学研究所 ( STScI ) 的博士后研究员。
“六分仪座A星系为我们提供了第一批尘埃星系的蓝图。这些结果有助于我们解读韦伯望远镜拍摄到的最遥远星系，并了解宇宙最初是如何构建其组成部分的，”塔兰蒂诺说。
六分仪 A 中不含金属的粉尘
其中有一颗恒星格外引人注目。它位于被称为渐近巨星分支恒星的恒星群中质量较大的一端。
正常情况下，像这样的恒星会产生硅酸盐尘埃。硅酸盐需要硅和镁等元素。而六分仪座A几乎不含这些元素。
“其中一颗恒星的质量属于渐近巨星支（AGB）的高质量端，这类恒星通常会产生硅酸盐尘埃。然而，由于金属丰度如此之低，我们预计这些恒星几乎没有尘埃，”相关研究的主要作者玛莎·博耶说道。
“然而，韦伯望远镜却揭示了一颗恒星正在锻造几乎完全由铁构成的尘埃颗粒。这是我们在早期宇宙恒星的类似物中从未见过的现象。”
这一发现表明，当通常的物质缺失时，恒星可以采用不同的方法来合成物质。
同一星系中质量较小的恒星也产生了碳化硅尘埃，尽管硅的含量很低。这些结果共同证明，固体颗粒可以以意想不到的方式形成。
早期尘埃可能是什么样子
如今的尘埃通常由硅酸盐组成，会留下清晰的化学痕迹。而铁粉的性质则有所不同。
博耶说：“早期宇宙中的尘埃可能与我们今天看到的硅酸盐颗粒非常不同。”
“这些铁颗粒能有效地吸收光线，但不会留下清晰的光谱特征，它们可以形成韦伯望远镜探测到的遥远星系中的大量尘埃库。”
这有助于解释为什么非常遥远的星系看起来比之前的模型预测的尘埃更多。尘埃确实存在，只是并非以科学家们假设的形式存在。
复杂分子构成的微小岛屿
韦伯望远镜不仅观测了恒星，还观测了恒星之间的空间。在那里，它发现了微小的多环芳烃（PAHs）团块。这些碳基分子是最小的尘埃颗粒之一，会在红外光下发光。
六分仪座A星系是目前已知金属丰度最低且含有多环芳烃的星系。与多环芳烃广泛分布于较大星系的现象不同，这些分子似乎只存在于直径仅几光年的狭小区域内。
“韦伯望远镜表明，即使在金属含量最低的星系中，多环芳烃也能形成并存活下来，但只能在致密气体形成的小型、受保护的岛屿中才能实现，”塔兰蒂诺说。
这些气团很可能形成于气体密度足够高，能够屏蔽分子免受强辐射的地方。这解开了长期以来困扰人们的一个谜团：为什么在重元素含量极低的星系中，多环芳烃似乎会消失。
从六分仪中汲取的教训
综合来看，这些发现表明宇宙远比我们之前认为的要灵活得多。尘埃的形成并非依赖于单一的配方或来源。即使在恶劣的条件下，恒星也能找到构建固体物质的方法。
博耶说：“在六分仪座 A 星系中发现的每一个星系都提醒我们，早期宇宙比我们想象的更具创造力。”
“显然，早在像我们所在的星系这样的星系出现之前，恒星就已经找到了制造行星基本组成部分的方法。”
未来的观测将聚焦于这些尘埃斑块，详细研究它们的化学成分。目前，六分仪座A星系的存在提醒我们，宇宙很少遵循简单的规律，尤其是在它早期的时候。
