銀河系在宇宙黎明時(shí)分亮起燈光，讓天文學(xué)家驚嘆不已

一個(gè)在 3.3 億年后被發(fā)現(xiàn)的星系Big Bang與為早期宇宙令人窒息的黑暗帶來(lái)光明有關(guān)。

它被稱(chēng)為 JADES-GS-z13-1，對(duì) 134 億多年前發(fā)出的非常微弱的光的分析表明，它在再電離時(shí)代中發(fā)揮了作用——這個(gè)十億年的過(guò)程清除了充滿(mǎn)早期宇宙的不透明迷霧，讓光可以自由流動(dòng)。

宇宙歷史的這個(gè)時(shí)代真的很難看清，這使得它背后的機(jī)制有些神秘。JADES-GS-z13-1 確實(shí)為宇宙黑暗的時(shí)代帶來(lái)了光明。結(jié)果是名為萊曼阿爾法氫在改變能量狀態(tài)時(shí)會(huì)釋放出來(lái)，只有在發(fā)生再電離后才能看到。

“早期宇宙沐浴在中性氫的濃霧中，”天體物理學(xué)家 Roberto Maiolino 說(shuō)英國(guó)劍橋大學(xué)和倫敦大學(xué)學(xué)院的

“大部分霧霾是通過(guò)一個(gè)叫做再電離的過(guò)程解除的，這個(gè)過(guò)程是在大爆炸后大約 10 億年完成的。GS-z13-1 在宇宙只有 3.3 億年的時(shí)候被看到，但它顯示出一個(gè)令人驚訝的清晰、明顯的萊曼-α 發(fā)射特征，只有在周?chē)撵F完全散去后才能看到。這個(gè)結(jié)果與早期星系形成的理論完全出乎意料，也讓天文學(xué)家感到驚訝。

故事是這樣的。在我們所知道的宇宙開(kāi)始時(shí)，在大爆炸后的幾分鐘內(nèi)，太空中充滿(mǎn)了由小原子核和自由電子組成的熾熱、濃密的等離子體霧。即使那里有一點(diǎn)點(diǎn)光，也無(wú)法穿透這霧;光子會(huì)簡(jiǎn)單地從漂浮的電子上散射開(kāi)來(lái)，從而有效地使宇宙變暗。

大約 300,000 年后一個(gè)宇宙冷卻后，質(zhì)子和電子開(kāi)始聚集在一起形成中性氫（和一點(diǎn)點(diǎn)氦氣）氣體。大多數(shù)波長(zhǎng)的光可以穿透這種中性介質(zhì)，但幾乎沒(méi)有光可以產(chǎn)生它。

但是從這些氫和氦中，第一批恒星和星系誕生了。

這些第一個(gè)光源發(fā)出了強(qiáng)大的輻射，將電子從中性氫上擊落，使其再次恢復(fù)到電離狀態(tài)。然而，此時(shí)宇宙已經(jīng)膨脹得如此之大，以至于氣體的擴(kuò)散性呈指數(shù)級(jí)增加，使光更容易穿過(guò)并開(kāi)始穿越時(shí)空的漫長(zhǎng)旅程。

到大爆炸后大約 10 億年，在被稱(chēng)為宇宙黎明，宇宙是透明的，就像我們今天看到的那樣。Et voilà!燈亮著。

JADES-GS-z13-1 的問(wèn)題在于，即使它參與了再電離，我們?nèi)匀粦?yīng)該看不到它。緊鄰星系周?chē)目臻g將被電離，在我們看到它時(shí)形成一個(gè)大約 650,000 光年的清晰氣泡;但迷霧仍然應(yīng)該包裹著銀河系在時(shí)空中刻下的這個(gè)小小的光輝空腔。

“考慮到我們對(duì)宇宙演化方式的理解，我們真的不應(yīng)該找到這樣的星系，”天文學(xué)家 Kevin Hainline 說(shuō)美國(guó)亞利桑那大學(xué)。

“我們可以把早期宇宙想象成籠罩在濃霧中，即使是強(qiáng)大的燈塔也很難找到窺視的燈塔，但在這里我們看到來(lái)自這個(gè)星系的光束穿透了面紗。這條迷人的發(fā)射線對(duì)宇宙如何以及何時(shí)再電離產(chǎn)生了巨大的影響。

我們認(rèn)為我們對(duì)再電離的時(shí)間表和過(guò)程有很好的把握。JADES-GS-z13-1 將其拋出一個(gè)循環(huán)。一種可能的解釋是，快速喂食黑洞是負(fù)責(zé)任的，導(dǎo)致其周?chē)牟牧仙郎夭l(fā)光。

萊曼-α 亮度的另一種解釋可能是大量真正大質(zhì)量的熱恒星，質(zhì)量在太陽(yáng)的 100 到 300 倍之間。

這兩種前景都很有趣，因?yàn)槊總€(gè)前景都為了解宇宙的嬰兒期提供了不同的窗口;但是，在這一點(diǎn)上，兩者都無(wú)法得到證實(shí)。

計(jì)劃對(duì)這個(gè)奇怪星系的未來(lái)觀測(cè)以幫助天文學(xué)家了解更多信息。就像 JADES-GS-z13-1 周?chē)目臻g一樣，有一件事越來(lái)越清楚：我們對(duì)早期宇宙了解得越多，更令人困惑的是.

“追隨哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的腳步，很明顯韋伯將能夠找到更遙遠(yuǎn)的星系。”天文學(xué)家 Peter Jakobsen 解釋道丹麥哥本哈根大學(xué)的

“然而，正如 GS-z13-1 的案例所證明的那樣，它可能揭示新生恒星的性質(zhì)總是令人驚訝的。黑洞這些是在宇宙時(shí)間的邊緣形成的。

該研究已發(fā)表在自然界.

寶寶起名 起名