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照亮宇宙的第一缕光从何而来?早期星系样本揭秘
来源:电竞投注靠谱平台    发布时间:2020-11-25 15:56:01

电竞投注靠谱平台-大爆炸约30万年后,进入了黑暗时代。 在那漫长的日子里,时间完全凝结,没有恒星,没有银河,整个宇宙充满了中性氢。 再次照亮宇宙的第一缕光是从哪里来的? 宇宙什么时候开始看起来很暗? 资料图:宇宙中国科学技术大学教授王俊贤、中国科学院上海天文台郑振亚研究员及其合作者最近观测到宇宙初期(大爆炸后约8亿年,宇宙现在年龄的约6%时)的银河样本,据此,当时宇宙中星际介质中氢的电离比例就像黎明前的黑暗一样,在这个黑暗时代的末期,宇宙的第一代恒星和银河开始构成,它们收到的紫外光电磁辐射使周围的中性氢电离,整个宇宙开始一点一点地变暗。

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最近,这一划时代的进展发表在国际一流天体物理期刊《天体物理快报》上。 美国国家光学天文台当地时间7月11日以“遥远的银河暴露宇宙黑暗时代末期的面纱”为题专门撰写了这项研究的突破。 非常有挑战性的问题,让我们再看看宇宙的前世。

大约138亿年前,我们的宇宙由大爆炸构成,当时的温度在10亿度以上。 氢和氦是这时产生的。

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大爆炸确认了氢和氦元素的各自比例,氢元素约占总数的90%左右(质量上为75% )。 想象一下整个宇宙都是冷粥,氢处于电离状态,那时的宇宙很暗。 随着温度的上升,宇宙逐渐变冷,处于电离状态的氢元素变成中性氢元素,吸收宇宙的紫外光,约束这些光子,使其不能自由到达远处。 宇宙大爆炸约30万年后,整个宇宙陷入了黑暗。

但是,在这个宇宙的黑暗时期,重力开始形成宇宙的结构。 氢元素构成第一代恒星和银河,第一代恒星的质量可能和数百颗太阳一样大。

这些恒星在核聚变时产生大量的紫外光,产生许多类似气泡的电离冷水。 随着电离作用的减弱,在某个类似阶段整个宇宙的星际介质再次成为电离环境,宇宙的黑暗时代结束了。

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这个过程被称为“再电离”。 天文学家认为宇宙大爆炸发生在约3亿年到10亿年之间,宇宙的第一代银河在其中明显发挥作用,但确认电离的细微过程和第一代银河什么时候构成仍然是天体物理最前线的非常具挑战性的问题。

宇宙8亿年,“雾”开始削弱假设宇宙大爆炸的光子,在岁月长河中不断跳跃,科学家们如果需要理解它搭载的信息,就可以看到宇宙的初期样子。 我们现在能看到的宇宙,更远的信号是来自宇宙微波背景的电磁辐射。

二十世纪六十年代初,美国两位科学家为了改进卫星通信,建立了高灵敏度的号角式交接天线系统。 为了减少噪音,他们清理了天线上的鸟粪,但别忘了有背景噪音。 这是宇宙微波背景电磁辐射引起的,获得了1978年的诺贝尔物理学奖。

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宇宙微波背景电磁辐射是研究宇宙再电离时期的最重要方法,但这种方法是有限的,无法融合宇宙早期星系的研究,如其类似时间段的恒星、伽玛爆和恒星构成银河的研究,得到再电离的进化历史。 但是,由于宇宙初期的恒星数量非常少,初期的宇宙伽玛爆很难捕捉,所以初期宇宙的恒星构成银河现在是研究宇宙再电离的热点。 这些宇宙初期天体电磁辐射的莱曼阿尔法光子,依然是科学家们观测宇宙电离的重要手段。

因为这个辐射光子不会被宇宙间致密的中性氢原子衍射。 如果整个宇宙的中性氢环境像雾,这些早期宇宙的莱曼阿尔法星系就像雾中的灯,有点模糊。 周围的环境开始电离后,雾不会慢慢消失,直到氢元素几乎电离,雾也会消失。

“宇宙再电离期的莱曼阿尔法星系”(英语简称LAGER )是中国科学技术大学教授王俊贤启动的组织国际研究项目,由中国、美国和智利三国天文学家参与,中国科学院首次成为“百人计划”青年俊才候选人,上海天文台郑振宇宙年龄8亿年是宇宙再电离研究的前沿,由于观测上的挑战,国际上对这个宇宙年龄更远的莱曼阿尔法星系的类似检索工作,在过去10年里进展非常缓慢。 LAGER在最初的目标天区观测到了宇宙年龄为8亿年的23个事例的莱曼阿尔法发射线银河。 这些样本也仅次于在这个宇宙年龄取得的银河样本。

根据分析,莱曼阿尔法星系的数量是宇宙年龄10亿年,约是宇宙年龄8亿年的4倍。 “宇宙再电离的过程更从初期开始,宇宙的年龄8亿年还没有完成,大约处于一半电离一半的电中性状态,也就是均匀分布。 》论文第一作者郑振亚研究员说。

这个结果意味着著,宇宙大约是现在年龄的6%,这个“大雾”已经减弱了(50%电离)。 泛亚电竞竞猜app相当比例的初期宇宙第一代银河由宇宙年龄8亿年前组成。-电竞投注靠谱平台。

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