宇宙早期氢原子发出的光线为何能被观测到?新研究找到答案
1 月 19 日消息,困擾天文學家多年的一個謎題是:為何人類可以觀測到早期宇宙中氫原子發出的光線?現在這個問題終于有了答案。
注:在星系孕育初期,恒星處于旺盛的活躍狀態下,因此氫原子發出的一種叫作 Lyman-α 的光;這是氫原子在由激發狀態回到基態時發出的光線,波長大約為 121.567 納米。由于氫是宇宙中最豐富的元素,這種光線被廣泛用來研究星系中的恒星形成活動。
在再電離(reionization)階段,大量的中性氫氣體包圍著這些恒星形成活躍的區域,它們被稱為恒星苗圃(stellar nurseries)。
而星系與星系之間,也填充著更多的中性氣體,這些氣體可以非常有效地吸收和散射這種氫輻射,因此天文學家早就預言,在宇宙早期釋放出的大量萊曼-α 輻射在今天應該是觀測不到的。
根據上述理論,宇宙初期星系中釋放出的大量 Lyman-α 輻射光是無法被觀測到的,應該被已被恒星形成活躍區域周圍的大量中性氫氣吸收或散射掉了。
不過天文學家依然觀測到極早期氫發射的例子,因此引發了本文開篇的謎題。
一支國際天文小組利用 NASA/ ESA / CSA 詹姆斯?韋伯太空望遠鏡的 NIRCam 儀器,在有“無法解釋”氫輻射的星系周圍,觀測發現了一些微弱的小天體。
天文學家再結合對宇宙早期星系的先進模擬,最終揭開了這個問題的答案,相鄰星系的混亂合并是這種氫輻射的來源。
這次的發現不僅僅是對一種天文現象的解釋,它還深刻地影響了我們對宇宙早期星系演化過程的理解。通過對這些星系合并過程的進一步觀測,天文學家希望能更加深入地理解宇宙的發展歷程。
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總結
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