- x: 宇宙中是否真的存在還沒被發現的、更古老的「第一代恆星（第三星族星）」？

是的，科學界普遍堅信第一代恆星（第三星族星，Population III stars）絕對存在。它們是宇宙大爆炸後、除了極微量的鋰之外，完全只由純氫和純氦構成的第一批恆星。 [1, 2, 3, 4]

然而，截至目前為止，人類從未直接、確認地觀測到單顆活著的第三星族星。 [1, 2, 3]

這並非因為理論有誤，而是因為它們具備非常極端的物理特性，導致尋找它們就像在全宇宙最深處「撈針」。

為什麼第一代恆星這麼難找？

1. 它們活得極短、死得極快

現代宇宙中的恆星（如太陽）因為含有鐵、碳、氧等金屬元素，氣體崩塌時冷卻較快，能形成像太陽這樣大小、可以活100億年的小恆星。 [1, 2]

但第一代恆星由於缺乏金屬，冷卻效率差，導致它們誕生時全都是質量高達太陽數十倍、甚至數百倍的巨無霸。
這種「怪獸恆星」內部的核融合反應速度極其瘋狂，通常在幾百萬年內就會把燃料燒光，隨後以極其慘烈的「超新星爆炸」結束一生。在動輒百億年的宇宙歷史中，幾百萬年只是一眨眼，因此它們在活著的時候幾乎沒有留下任何單體存活到今天。 [1, 2, 3, 4]

2. 它們退居在時空的極深處

因為它們在宇宙大爆炸後約 1 億到 4 億年之間誕生，如果要看到它們活著的光芒，天文學家必須將望遠鏡對準距離地球 130 億光年以外、紅移值極高的早期宇宙。這些微弱的光芒在漫長的宇宙膨脹過程中，已經全部被拉長成了極其微弱的紅外線。 [1, 2, 3]

最新進展：我們離第一代恆星有多近？

雖然直接觀測單顆恆星極其困難，但近年來（特別是仰賴詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）的強大紅外線觀測能力），科學家已經取得了突破性的間接證據： [1, 2]

尋找重元素未污染的「純淨星系」：
在最近的突破中，天文學家利用韋伯望遠鏡觀測了一個在大爆炸後僅 4 億年就存在的極早期星系 「Hebe」。光譜分析顯示，該星系具有非常特殊的「電離氦」譜線，且完全沒有檢測到任何比氦更重的化學元素。這高度暗示著，這個星系裡正孕育著一大群活生生的第三星族星。 [1]
「化石考古」與化學指紋：
在我們銀河系周邊，科學家觀測了一些最古老的第二代恆星。雖然它們不是第一代，但它們體內「極度貧金屬」的奇特化學比例（例如超低的鎂鐵比），科學家推算這正是第一代怪獸恆星爆炸後噴灑出來的第一手殘渣。這就像雖然恐龍滅絕了，但我們找到了恐龍蛋的化石。 [1, 2, 3]

結論

第一代恆星確實存在，且是宇宙從「黑暗時代」走向「光明時代」的點火者。 [1]

科學家預期，未來幾年隨著韋伯望遠鏡持續進行深空巡天，或是利用天然的「重力透鏡」效應將遠方微光放大，我們將有機會在宇宙的邊緣，親眼目睹這群點亮宇宙的第一道曙光。 [1, 2]

如果對這群宇宙始祖感興趣，我們可以繼續聊聊：

Sunday, September 6, 2026