首页 > 百科

“绿豌豆”带来130亿年前宇宙再电离图景

发布时间:2019-09-10 16:00:14 来源:粤港澳生活网综合 责任编辑:李雨晴

  由天文爱好者发现的“绿豌豆”星系,正在帮助专业天文学家揭开宇宙黑暗时期的奥秘。gmn粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  近日,瑞士天文学家安妮·维汉研究发现,“绿豌豆”星系可能会发射出大量电离光子。这种电离光子就像魔法棒,能使宇宙中的中性氢(不带电)变成电离氢(带电)。由于“绿豌豆”星系与宇宙婴儿期的原初星系十分相似,天文学家推测宇宙再电离时期可能与原初星系有关。为了表彰安妮的研究,9月16日,瑞士国家科学基金会将授予她玛丽·海姆-沃格林奖。gmn粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  宇宙再电离是什么?“绿豌豆”能揭示宇宙早期历史的奥秘吗?gmn粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  整个宇宙近乎完全处于电离状态gmn粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  大约140亿年前,宇宙发生了大爆炸,之后随着膨胀,宇宙逐渐冷却下来。当降低到某一临界温度后,宇宙中的电子和质子会复合形成氢原子,拉开了宇宙黑暗时代的帷幕。在这个时期,整个宇宙中没有恒星也没有星系,到处都充满了中性氢原子,这一状态持续了几亿年。gmn粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  虽然这个时期的宇宙寒冷、没有光,但大量的氢原子开始在引力作用下不断塌缩,形成了最初的原恒星。随着第一代恒星诞生,宇宙黑暗时代谢幕,逐渐进入黎明时期。gmn粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  第一代恒星和星系形成后,天文学家观察到宇宙中的中性氢重新被大量电离,于是他们推测,第一代的恒星和星系发射出了大量电离光子,使其周围的中性氢发生电离。这一过程,就是宇宙再电离时期。gmn粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  “在宇宙的不同时期,氢的总体占比基本不变,但在宇宙再电离时期,中性氢和电离氢的比例随着时间流逝而发生变化。”中国科学院上海天文台研究员郑振亚长期从事宇宙再电离时期的观测研究,他在接受科技日报记者采访时表示,“宇宙再电离结束后一直到当前,宇宙近乎百分之百处于电离的状态。这是因为宇宙的紫外电离光子数目多、截面大,很多恒星和星系一直在放出紫外光子,紫外光子的产生大于它的消耗。所以,只要紫外光子足够多,就能使中性氢保持为电离状态。”郑振亚解释道。gmn粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  中性氢和电离氢的差异可以借助一种特别的发射线来识别,也就是“莱曼α辐射”,它是氢原子第一激发态到基态能级跃迁对应的辐射。郑振亚告诉记者,中性氢在转化成电离氢的过程中,有超过60%的概率会释放出莱曼α辐射,所以天文学家们可以借助莱曼α辐射的发射或吸收特征来了解宇宙中电离氢和中性氢的具体比例。gmn粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  天文学爱好者带来的重大发现gmn粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  通常,天文学家会结合宇宙微波背景辐射研究和宇宙早期星系研究,来揭示宇宙再电离的演化历史。gmn粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  这一次,安妮在宇宙再电离研究方面的突破离不开“绿豌豆”星系,这是天文爱好者在2009年发现的一批微型星系,距离地球15—50亿光年之遥。它们的体积不足银河系的十分之一,质量不足银河系的百分之一,但在这些星系内形成恒星的速度却要快10倍。gmn粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  郑振亚告诉记者:“实际上,‘绿豌豆’星系诞生在宇宙大爆炸100多亿年以后,它们并不是宇宙最早的星系。但由于‘绿豌豆’星系很矮、很小且致密,我们猜测它们与宇宙原初星系类似。”gmn粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  利用哈勃太空望远镜的观测数据,安妮及其团队证明“绿豌豆”星系确实会发射大量电离光子。专家表示,如果“绿豌豆”类似于原初星系,那么很可能是超过130亿年前的原初星系触发了宇宙再电离。gmn粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  郑振亚告诉记者,与银河系相比,原初星系质量比较小、紧凑致密,没有像银河系这样的旋臂存在。如果说,银河系看起来是个盘,那么原初星系就是一个点。gmn粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  受到观测水平限制,天文学家能搜集到的原初星系样本很少。2017年,郑振亚及其研究团队获得了一个宇宙早期(大爆炸后约8亿年)的星系样本,并由此发现当时的宇宙中星际介质里氢的电离比例约50%。“探索更早期的宇宙,揭开宇宙再电离的奥秘,有助于了解宇宙的整体演化过程,并理解宇宙中恒星和星系的形成与演化。”郑振亚说。gmn粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

责任编辑: 李雨晴

相关阅读

据国外媒体报道,随着全球气候变化逐渐加剧,科学家们开始担心一种致命的病毒在海洋哺乳动物中传播扩散,之前该病毒曾在欧洲水域出现,但现在可能扩散至美国西海岸。2004[详细]

2019-11-15 16:00:16

11月13日11时40分,命名为“快舟·我们的太空号”的快舟一号甲遥十一运载火箭,搭载“吉林一号”高分02A卫星从酒泉卫星发射中心发射升空,卫星顺利进入预定轨道,任务获[详细]

2019-11-15 16:00:13

近日,据外媒报道,NASA(美国宇航局)准备拆封一些已经密封超过40年的月球样本进行研究。这些样本编号为73002和73001,是40多年来首批拆封的月球样本。这些样本全部是多年[详细]

2019-11-15 16:00:11

日常生活中我们离不开显示器,如电视、电脑等。随着显示技术的发展进步,很多消费者对这类概念仍较为模糊,容易被不良商家所误导消费。所以,消费者选购主机和显示器时,需[详细]

2019-11-15 16:00:08

在“吃”这件事上,北方人和南方人一直争论不休——北方人主食常吃面,南方人喜欢吃米饭;北方人喜食蜜枣和豆沙馅儿的甜粽,南方人偏爱咸味的肉粽和蛋黄粽;北方的月饼以甜[详细]

2019-11-15 16:00:06

据国外媒体报道,对一些人来说,控制一个1.4吨重的火箭发动机以超过3200公里每小时的速度发射到一个不适宜人类居住的环境中,是一件十分可怕的事情。但是,也有一些人会[详细]

2019-11-14 16:00:28

头条信息
精彩推荐
阅读排行
日前,在深圳市罗湖区民办小学英语教师胜任力
11月10日,在“光棍节”来临前,“单身族”扎堆
从重磅嘉宾到全能艺人,从青年榜样到实力唱将
​11月5日,来自全国各地的20余家主流媒体、
日前,持续184天、联动全国50城、缔造500余项
​11月13日,由重庆市渝中区经济和信息化委员
​11月15日,全国首创“出租车ETC”方案上线
​2019年11月13日至14日,广东省文联副主席、

滚动资讯

关于我们 | 法律顾问: | 刊登广告 | 本站地图 | 对外服务:访谈 广告 展会 无线

电子邮件: 289839078@qq.com 电话: 0086-755-21033856