“韦布”发现最早再电离星系

2个月前 来源:科技日报 观看:46

《自然》3月26日发表报告称,詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)检测到已知最早的处于再电离过程中的星系。这项发现将宇宙再电离(早期宇宙发生的重要转变)的发生时间推至大爆炸后至少3.3亿年,并为人们了解最早星系的性质带来了新见解。z7R即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

宇宙在极热的大爆炸后逐渐冷却,直至自由质子和电子结合为中性(无电荷)气体,其中大部分为氢和氦,这段时期被称为“宇宙黑暗时代”。第一批星系点亮了宇宙。尤其是,特定紫外波长的光子(即所谓莱曼连续区)被中性氢吸收,而较短波长的光子则会将气体再电离,使宇宙对莱曼光子变得透明,并使之能穿透到地球,这被称为宇宙再电离,其发生时间尚不确定。JWST的近期观察发现了在宇宙年龄不到3亿年时就产生紫外辐射的明亮星系,但缺乏关于再电离的直接证据。z7R即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

丹麦哥本哈根大学玻尔研究所科学家报告称,JWST此次观测到宇宙大爆炸后仅3.3亿年,一个被命名为JADES-GS-z13-1-LA的星系就出现了再电离信号。这一明亮发射源被认定为莱曼α发射体,是中性氢从激发状态转变为基态的信号。这意味着这个星系产生了足够的紫外光子来激发中性氢,而且在它与地球之间几乎没有中性氢,来重新吸收氢回到稳定、最低能量状态时释放的莱曼α光子。z7R即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

科学家指出,这一再电离的可能来源要么是大质量热恒星,要么是超大质量黑洞。他们总结称,这些发现有助于缩小宇宙再电离的开始和时间线范围。z7R即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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这项发现的重要性,在于它点明了宇宙从“黑暗时代”走向光明的关键转折点。在这一时期,第一批恒星和星系开始发光,正是这些足以激发周围中性氢的紫外线,让宇宙介质由中性状态转变为电离状态。这个过程对于宇宙结构形成、光子传播以及后续星系形成的物理条件有着根本性的影响。不过,新发现也提出了新问题:这些早期星系为什么能在宇宙年龄不到3亿年时,就积累了足够的物质并形成了如此强烈的紫外辐射?其答案是否会挑战了我们现有的理论模型?天文学家们将用更精细的模拟和进一步的观测来进行深入探索。z7R即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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宇宙在极热的大爆炸后逐渐冷却,直至自由质子和电子结合为中性(无电荷)气体,其中大部分为氢和氦,这段时期被称为“宇宙黑暗时代”。第一批星系点亮了宇宙。尤其是,特定紫外波长的光子(即所谓莱曼连续区)被中性氢吸收,而较短波长的光子则会将气体再电离,使宇宙对莱曼光子变得透明,并使之能穿透到地球,这被称为宇宙再电离,其发生时间尚不确定。JWST的近期观察发现了在宇宙年龄不到3亿年时就产生紫外辐射的明亮星系,但缺乏关于再电离的直接证据。z7R即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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科学家指出,这一再电离的可能来源要么是大质量热恒星,要么是超大质量黑洞。他们总结称,这些发现有助于缩小宇宙再电离的开始和时间线范围。z7R即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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