擁有可以越來越遠地觀察過去的望遠鏡的偉大之處在於我們對在那裡所看到的東西感到驚訝。
隨著紅外線,我們希望更多地了解星系的形成,並解開超大質量黑洞如何變得如此之大的謎團。但當我們進一步回顧過去時,我們還是感到有些驚訝。
位於附近的 JADES-GS-z13-1-LA 星係就解開了這樣一個謎團。來自我們。該星系的紅移為 13,這是衡量星系的光線因宇宙膨脹而被拉伸的程度的指標。一個13 意味著來自銀河系的光從大爆炸後約 3.3 億年就開始向我們傳播。
我們觀察到了一些較古老的星系,但這個星系特別奇怪。讓它如此奇怪的是它的光譜,它顯示出萊曼α(氫發射線)的一個大尖峰。雖然恆星是由氫組成的——所以這可能看起來不太奇怪——但這是我們沒想到會在宇宙早期看到的發射線。
這篇新論文的作者、天文學家凱文·海因萊恩(Kevin Hainline)表示:“這是狂野的。這是一條來自氫氣的'發射線',其中電子下降一個能級並釋放出具有特定紫外線能量的光子。關於 X 的解釋(嘰嘰喳喳)。
「這種發射經常在*附近的*星系中看到。但是當我們回到過去時,我們發現宇宙有一個時期對紫外線輻射非常不透明。宇宙在十億年的時間裡從不透明變成半透明。大約幾年後,第一顆恆星和類星體'重新電離'了各處的氫氣。
在宇宙“黑暗時代”,宇宙中充滿了這種氫的厚厚“霧氣”,隨著恆星和星系的形成,這種“霧氣”逐漸消散。紅移 6 左右127.16億年在過去,天文學家相信這個過程已經完成。但在此之前,紫外線應該越來越難看到,因為它會被越來越多的失去電子的氫所遮蔽。
「大家看到 REDSHIFT 13 的隊伍真是瘋了,」Hainline持續。 「令人震驚的是,當我們在JADES 數據中看到它時,我們幾乎把焦點從我們對JADES-GS-z14-0 的確認上轉移開,因為它是如此前所未有。這束光是如何穿過不透明的宇宙到達我們身邊的?
不幸的是,我們無法解釋為什麼這個星系的氫發射線在宇宙的早期就可見。天文物理學家已經快速指出修正牛頓動力學 (MOND) 預測再電離會更早發生比標準模型建議的要多。然而,現在提出新的物理學還為時過早,研究小組認為,吸積的超大質量黑洞和相關的電離錐可能為廣泛的萊曼-阿爾法線提供另一種解釋。
目前,我們將不得不等待對早期宇宙的進一步觀測,以獲得更多關於這裡正在發生的事情的線索。
該研究已發佈到預印本伺服器arXiv。