研究 Anna Frebel 等人发表的论文《发现 HE 1523-0901，一颗具有探测到铀的、富含 r-过程元素的贫金属恒星》，发表于《天体物理学杂志》，2007 年 5 月 10 日。
动机 如何确定一颗古老恒星的年龄？对于遥远的星系，天文学家测量红移——光的伸长，这表明恒星正在以多快的速度远离，以及它们相对于宇宙年龄的年龄。但这不适用于附近的一颗古老恒星。因此，德克萨斯大学奥斯汀分校麦克唐纳天文台的 Anna Frebel 寻找化学线索。她认为，一种稀有的古老“贫金属”恒星，其金属含量是我们年轻太阳的千分之一，它携带有一个内部时钟，由放射性元素铀和钍组成。由于这些金属以稳定的速率衰变，敏锐的观察者可以向后推断并确定恒星的诞生时刻。Frebel 在我们自己的银河系中发现了一颗这样的恒星，并将其诞生日期定为 132 亿年前——仅在宇宙诞生后 5 亿年。
方法 恒星越古老，它含有的金属就越少。第一批恒星形成于大爆炸后的几亿年，只由氢、氦和微量锂组成。在诞生几千万年后，这些庞大蓬松的恒星作为超新星爆炸，新的重元素在它们炽热的核心中诞生。Frebel 首先寻找它们的后代，一颗具有可测定年龄的化学指纹的古老恒星：74% 的氢，25% 的氦，少量来自母体超新星的铀和钍，以及非常少的铁——铁是一种相对较轻的元素，是在宇宙演化后期积累的，会掩盖放射性成分的任何信号。为了检测铀和钍，Frebel 可以测量它们在光谱中吸收线的强度——换句话说，计算每种元素在特定波长下吸收的光量。Frebel 使用了位于智利安第斯山脉的 Clay Magellan 望远镜，搜寻银河系晕——其外围区域，那里潜藏着古老的恒星——发现了一颗明亮的红巨星，质量约为太阳的八成，被称为 HE 1523-0901，它似乎符合所有要求。
然后，Frebel 将目光转向位于智利北部的欧洲南方天文台的超大型望远镜。VLT 集成了紫外-可见光埃谢尔光谱仪 (UVES)，它就像一个超灵敏的棱镜，将望远镜收集到的光分解成彩虹。VLT 的工作人员收集了该恒星的光谱，Frebel 据此计算了其铀和钍的含量。
最后，Frebel 将她的结果与计算恒星形成时刻重金属含量的理论模型进行了比较。这些程序模拟了超新星核合成过程，并推断出新恒星诞生时将存在多少铀和钍。通过从这些理论估计中减去她自己关于恒星当前重元素含量的数字，Frebel 确定了发生了多少放射性衰变，因此确定了它的年龄。Frebel 说，HE 1523-0901“无疑是已知最古老的恒星之一，很可能是第二代或第三代恒星形成的。”
意义 Frebel 说：“最近，威尔金森微波各向异性探测器根据宇宙微波背景测量出宇宙的年龄为 137 亿年。恒星的实际年龄测量为宇宙的年龄提供了一个独立的下限。”
