恆星金屬豐度

當天文學家說「金屬」時，他們指的是一件令人吃驚的事：對他們來說，比氫和氦更重的每一種元素都算金屬——包括氧、碳、氮，而這些在化學家看來根本不是金屬。金屬豐度無非就是：一顆恆星裡有多少比例是由這些較重的元素構成，而非由大爆炸遺留下來的原初氫和氦。

金屬豐度由恆星的光譜讀出：較重的元素在星光上蓋下吸收線，而這些譜線的強弱揭示它們有多豐富。天文學家通常相對於太陽來表達，常用寫作 [Fe/H] 的鐵氫比。值為 0 表示與太陽相當；+0.3 表示約為太陽金屬量的兩倍；-1 表示十分之一；-2 表示百分之一。即便是「富金屬」的恆星，也壓倒性地是氫和氦——太陽按質量計也只有約 1.3% 的金屬——所以這些不過是微量的「調味料」，卻是舉足輕重的調味料。

金屬豐度之所以重要，是因為它既是一座鐘，又是一份家譜。宇宙起初幾乎沒有任何金屬；每一種較重的元素，都是在更早世代的恆星內部鍛造、在它們死去時播撒出來的。所以貧金屬的恆星很老，誕生自鮮有前輩恆星富集過的氣體；而富金屬的恆星很年輕，是由已被無數前輩的「灰燼」醃漬過的氣體造出來的。金屬豐度因此區分出年老的第二星族（Population II）與較年輕的第一星族（Population I）恆星，描繪星系的化學歷史，甚至影響一顆恆星能否擁有岩石行星。