奇特原子终结宇宙“黑暗时代”:第一个星系形成时刻

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  北京时间12月12日消息,据国外媒体报道,宇宙原本在数亿年的时间里一片黑暗,而一种生活生活原子假使 好多好多 开启这俩被遗忘时代的钥匙。

  随后以前,在第一颗恒星形成以前的几百万年里,整个宇宙一片黑暗。这段宇宙“黑暗时代”从大爆炸后约7万年日后日后刚开始,持续了数亿年,标志着最近一次真正的真空;宇宙中没有行星,没有恒星,没有星系也没有生命,不能了一团由大爆炸形成的氢原子组成的雾,在无尽的黑暗中飘荡。

  今天,世界各地的望远镜不是试图一窥什么原始的氢(被称为中性氢原子),以取舍黑暗时代最终日后日后刚开始,以及第一个多多多星系形成的时刻。未必什么古老的原子非常难以捉摸,但在澳大利亚内陆进行观测的一组研究人员假使 假使 十分接近找到它们。

  根据发表在预印本数据库arXiv上的一项新研究,天文学家使用默奇森广域阵列(Murchison Widefield Array,简称MWA)射电望远镜深入观察宇宙的过去,搜寻中性氢的标志性波长。遗憾的是,研究人员没有找到要我找的东西,但利用望远镜阵列最近更新的设置,研究小组取舍了中性氢信号速度单位的最低限度。

  假使 中性氢信号比朋友在论文中设定的极限更强,那望远镜就会探测到它们。这导致 寻找什么古老分子的工作仍在继续,而研究人员现在知道,中性氢的痕迹未必比预期的更加模糊。

  第一个多多多原子

  贯穿早期宇宙的能量是没有之强,以至于每个原子的电子都被夺走,从而获得一个多多多正电荷。第一个多多多原子是带正电荷的氢离子。在数十万年的时间里,宇宙冷却并膨胀到足以让什么氢离子重新获得电子,再次变成中性。什么中性的氢原子被认为是宇宙黑暗时代的主要价值形式。最终,当足够多的原子聚集在一起,形成第一批恒星时,什么原子又会被什么恒星的辐射能量重新电离。

  科学家假使 知道,中性氢发出的辐射波长为21厘米。然而,随着宇宙在过去的120亿年里不断膨胀,什么波长也被拉长了。据这项新研究的作者估计,中性氢的波长假使 延伸到大约 2米,而朋友正是利用WMA望远镜在天空中搜索这俩信号。

  大什么的问题是,有这俩光源(包括人造的和绿帘石的)都以相同的波长辐射。所有什么这俩光源都比朋友试图探测的信号强好多好多 个数量级,即使是从一架恰好经过望远镜上边的飞机反射回来的调频无线电信号,也足以污染数据。

  假使 ,研究人员写了一组方程,以在观察结果中识别并去除什么干扰。在拍摄了160 多张天空的无线电波快照后,研究人员取舍,朋友发现的每一个多多多2米波长的痕迹信号都来自于中性氢以外的这俩来源。

  未必最重要的中性氢原子信号仍未被发现,但这项新研究成功缩小了未来寻找中性氢的范围。研究人员称,什么结果有力地表明,MWA望远镜的观测正引导朋友沿着正确的道路寻找中性氢。随着进一步的研究,宇宙黑暗时代的最后遗迹假使 更快就会被发现。

  什么是宇宙的“黑暗时期”?

  宇宙演化历史中的“黑暗时期”指的是大爆炸日后日后刚开始时的等离子体复合到第一代恒星日后日后刚开始形成的使其。此前的宇宙中充满高能量的光子,导致 宇宙中的普通物质(主好多好多 氢和氦)发生电离请况。大爆炸后约7万年时,随着宇宙膨胀,什么光子的能量缺陷以再电离氢和氦,于是自由电子与氢、氦原子构成中性原子。随着自由电子消失,光子不可不还都能不能了自由传播,不再发生散射,从而使宇宙变得透明。什么光子最终红移至微波波段,形成今天朋友所观测到的宇宙微波背景辐射。此时的宇宙十分均匀,没有恒星,除了氢、氦和絮状在大爆炸核合成时期产生的轻核如氘、氦-3、锂之外也没有这俩元素,假使 被称为黑暗时期。

  目前,现有的天文观测不可不还都能不能了看得人黑暗时期以前的宇宙,即宇宙微波背景辐射;随都能不能看得人黑暗时期以前的宇宙,包括恒星、星系、类星体等,但仍然无法观测到黑暗时期的宇宙。了解并观测这段时期发生的物理过程是天文学中非常重要的科学大什么的问题。