天文學家稱發現宇宙最早星系（圖）

2009-11-18 09:12 作者:謝誠

 

最早星系蘇巴魯望遠鏡偽色照片

據太空網2009年11月6日報導，藉助最近科技的發展，天文學家能觀察到更多所謂重新結合階段，在時間上能觀察到更早期。一個最新的觀測發現了22個宇宙最早形成的星系，其形成於大爆炸後的7.87億年。

現代天文學認為，宇宙大爆炸（137億年前）之後的最早幾十萬年，宇宙是熱、朦朧混亂、沒有光線釋放。由於早期紀元沒有殘餘光線，科學家無法觀察到任何痕跡。宇宙大爆炸後大約四十萬年，宇宙的溫度降低，電子和質子組合形成中性氫原子，朦朧狀態被澄清。在宇宙大爆炸十億年前的某個時間，中性氫開始形成最早星系中的星體。它們輻射能量和改變氫成為電離狀態。這就是天文學家稱為的從新結合階段。

天文學家認為這一時期大約在宇宙十億年左右結束，但他們不知道準確的最早星體和星系開始照亮宇宙的時間。他們也不知道從新結合階段是漸進的還是瞬間完成的。

為了幫助回答這個問題，卡內基天文臺的雅美∙大內(Masami Ouchi)領導的一組天文學家應用了一項技術找到早期遙遠的星系。

"我們尋找‘遺失'的星系，"大內說，"我們順序的用更長波長的濾光片去觀察哪些星系會從圖像中消失或‘遺失'。"遺失星系出現在特定光的波長可以告訴天文學家它們的距離和年齡。

大內和他的同事研究一個超過以前百倍的天區並取得大量的星系樣本。

"還有，我們能確定星系的年齡，"大內說，"由於所有這些星系用相同‘遺失'技術可以找到，它們可能有相同的年齡。"

他們小組用8.3米直徑的夏威夷蘇巴如望遠鏡的廣域照相機觀察了2006至2009年天體情況。他們對比了他們的觀察和其它基於星系密度和亮度來推斷星體形成速度的研究，發現他們的結果顯著的提早到宇宙大爆炸後的8億到10億年。

相應的，他們計算了電離速率在宇宙早期將非常緩慢，這是由於星體形成速率低的緣故。

大內說："對於電離速率如此低，我們確實非常驚訝，這和NASA威爾金森微波背景幅射各向異性衛星探測儀(WMAP)觀察得出的結論相矛盾。這結果斷定氫原子從新電離階段不晚於宇宙大爆炸後的6億年。"

"我們認為這個難以捉摸的事可能被解釋為在早期星系有更有效的電離光子生成速率，"他接著說，"大量星體形成可能遠遠比現在的星體更有活力。少量大型星體比多數小星體產生更多電離光子。"

大內的發現將在《天體物理》雜誌12月版上詳細登載。

參考資料
http://www.space.com/scienceastronomy/091106-earliest-galaxies-universe.html