最新天文研究將宇宙再電離發生時間推至大爆炸后至少3.3億年
中新網北京4月1日電 (記者 孫自法)國際知名學術期刊《自然》最新發表一篇天文學論文稱，詹姆斯·韋布空間望遠鏡(JWST)探測到已知最早的處于再電離過程中的星系之一，從而將宇宙再電離(早期宇宙發生的重要轉變)的發生時間推至大爆炸之后至少3.3億年。
該論文介紹，在極熱的宇宙大爆炸后，宇宙逐漸冷卻，直至自由質子和電子結合為中性(無電荷)氣體，其中大部分為氫和氦，這段時期有時被稱為宇宙黑暗時代。第一批星系點亮了宇宙，尤其是，特定紫外波長的光子(即所謂萊曼連續區)被中性氫吸收，而較短波長的光子則會將氣體再電離，使宇宙對萊曼光子變得透明，并使之能穿透到地球。這一時間被稱為宇宙再電離，其發生時間尚不確定。JWST的近期觀察發現了在宇宙年齡不到3億年時就產生紫外輻射的明亮星系，但缺乏關于再電離的直接證據。
本次研究發現的JADES-GS-z13-1-LA星系。施普林格·自然 供圖 論文第一作者兼通訊作者、丹麥哥本哈根大學玻爾研究所Joris Witstok和同事及合作者研究發現， JWST觀測到宇宙大爆炸后僅3.3億年，一個被命名為JADES-GS-z13-1-LA的星系就出現了再電離信號，這一明亮發射被認定為Lyman-α，是中性氫從激發狀態轉變為基態的信號。這意味著該星系產生了足夠的紫外光子來激發中性氫，而且在它與地球之間幾乎沒有中性氫，來重新吸收氫回到穩定、最低能量狀態時釋放的Lyman-α光子。
論文作者指出，這一再電離的可能來源要么是大質量熱恒星，要么是超大質量黑洞。他們總結認為，這些發現為了解最早星系的性質帶來了新見解，將有助于縮小宇宙再電離的開始和時間線范圍。(完)
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