韦伯太空望远镜揭示早期宇宙的光源

星阁 • 2024年07月13日 11:16 • 热点

在数亿年时间里，宇宙处于黑暗时代——一个只有原始气体存在的时代。

然后，一个再电离时期，清除了这种雾状的存在，为宇宙带来了光。

韦伯太空望远镜的新发现

现在，以詹姆斯·韦伯太空望远镜为首的国际科学家团队分析了当时存在的八个最微弱的矮星系，并确定这些星系产生了足够的辐射来启动再电离过程。

虽然“再电离时代”听起来像是有望获得雨果奖的科幻小说的标题，但宇宙的这个非常真实的时代是来自最早的恒星的第一束光。在这个时代之前，宇宙只不过是一个充满原始氢气雾的黑暗空洞——然后，突然间，有光照进来了。

几十年来，科学家们一直在寻找一种足够强大的辐射源，以清除这种雾气并为宇宙带来光。现在，一个国际科学家团队对宇宙第一批十亿年左右存在的第一个最微弱的星系进行了分析，并确定了某些矮星系可能是产生预示着再电离时代的一些第一个光子的原因。该研究结果发表在《自然》杂志上。

“这一发现揭示了超微弱星系在早期宇宙演化中所扮演的关键角色，”法国巴黎天体物理研究所的天体物理学家、该研究的合著者伊琳娜·切梅林斯卡在一份新闻稿中说。“它们产生电离光子，在宇宙再电离期间将中性氢转化为电离等离子体。这凸显了了解低质量星系在塑造宇宙历史中的重要性。”

韦伯太空望远镜的重要作用

探测到这些超微弱星系并非易事——事实上，它需要耗资 100 亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST)。这项工作是再电离时代前超深红外光谱仪和近红外相机观测(UNCOVER) 计划的一部分，该计划（顾名思义）利用望远镜的近红外相机和近红外光谱仪来探测宇宙中最古老的已知矮星系。为实现这一目标，天文学家使用了一种称为“引力透镜”的技术，该技术利用大质量物体周围时空的曲率作为透镜。

所讨论的“大质量物体”是透镜星系团 Abell 2744，也称为潘多拉星系团，它实际上是由至少四个较小的星系团合并而成的。得益于星系团的放大效应，该团队探测到了来自八个极其微弱星系的光源。

领导这项研究的索邦大学天体物理学家哈基姆·阿泰克在一份新闻稿中说：“NIRSpec 的惊人灵敏度与 Abell 2744 提供的引力放大相结合，使我们能够识别和详细研究这些来自宇宙前十亿年的星系，尽管它们比我们的银河系暗淡 100 多倍。”“尽管这些低质量星系体积很小，但它们是能量辐射的多产者，它们在这个时期的丰富度如此之大，以至于它们的共同影响可以改变整个宇宙的状态。”

这一发现展示了 JWST 的巨大威力。科学家们首先捕获了超深图像数据，然后用 NIRSpec 进行光谱分析。使用该仪器的多快门组件，该团队成功地捕获了这些极微弱星系的多分量光谱。这是这些星系第一次被如此详细地成像，也是科学家第一次证实它们产生了足够的辐射来结束早期宇宙中旋转的原始气体的无光暴政。

这只 JWST 可以研究多远的一个开端。例如，还有另一个程序，Atek 担任首席研究员，名为 GLIMPSE，这（极其间接）代表...深呼吸...“引力透镜和近红外相机成像以探测早期星系形成和再电离源。”该计划希望探索一个被称为宇宙黎明的时代，当时宇宙只有几百万年的历史。

当您拥有像 JWST 这样的太空望远镜时，谁还需要时光旅行呢？

原创文章，作者：星阁，如若转载，请注明出处：http://www.xgrl.net/n/202407131116392791.shtml