拥有可以越来越远地观察过去的望远镜的伟大之处在于我们对那里所看到的东西感到惊讶。
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借助红外线，我们希望更多地了解星系的形成，并解开超大质量黑洞如何变得如此之大的谜团。但当我们进一步回顾过去时，我们还是感到有些惊讶。
位于附近的 JADES-GS-z13-1 星系就解开了这样一个谜团。来自我们。该星系的红移为 13.0，这是衡量星系的光线因宇宙膨胀而被拉伸的程度的指标。一个13 意味着来自银河系的光从大爆炸后约 3.3 亿年就开始向我们传播。
我们观察到了一些更古老的星系，但这个星系特别奇怪。让它如此奇怪的是它的光谱，它显示出莱曼α（氢发射线）的一个大尖峰。虽然恒星是由氢组成的——所以这可能看起来不太奇怪——但这是一条我们没想到会在宇宙早期看到的发射线。
“早期宇宙沐浴在中性氢的浓雾中，”来自剑桥大学和伦敦大学学院的团队成员罗伯托·麦奥利诺（Roberto Maiolino）在一份报告中解释道。陈述。 “大部分雾霾在称为再电离的过程中被消散，该过程在大爆炸后约 10 亿年完成。GS-z13-1 在宇宙只有 3.3 亿年的年龄时就被看到了，但它显示出令人惊讶的清晰、明显的莱曼 α 发射特征，只有在周围的雾气完全消散后才能看到。这一结果是早期星系形成理论完全意想不到的，让天文学家感到惊讶。”
在再电离之前，当形成足够多的恒星来再电离氢气时，宇宙学家认为，宇宙存在一个“黑暗时代”，当时宇宙充满了厚厚的中性氢“雾”，随着恒星和星系的形成，雾逐渐消散。到红移 6 时，大约127.16亿年在过去，天文学家相信这个过程已经完成。但在此之前，紫外线应该越来越难以看到，因为它会被越来越多的失去电子的氢所遮蔽。
然而，这里的 JADES-GS-z13-1 挑战了我们最好的宇宙模型。
亚利桑那大学的团队成员凯文·海恩莱恩补充道：“鉴于我们对宇宙演化方式的了解，我们真的不应该发现这样的星系。” “我们可以认为早期的宇宙笼罩着一层浓雾，这使得我们很难找到哪怕是强大的灯塔，但在这里我们看到了来自这个星系的光束刺穿了面纱。这条迷人的发射线对宇宙如何以及何时重新电离产生了巨大的影响。”
海恩莱恩补充道：“大家看到 REDSHIFT 13 的队伍真是疯了。”在X上当论文的预印本首次发布时。 “这太令人震惊了，当我们在 JADES 数据中看到它时，我们几乎把焦点从我们对 JADES-GS-z14-0 的确认上转移开，因为它是如此前所未有。这束光是如何穿过不透明的宇宙到达我们身边的？”
不幸的是，我们无法解释为什么这个星系的氢发射线在宇宙的早期就可见。修正牛顿动力学 (MOND) 预测再电离会更早发生比标准模型显示的要好，但现在提出新的物理学还为时过早，该团队表示，吸积的超大质量黑洞和相关的电离锥可能为广泛的莱曼-阿尔法线提供另一种解释，以及其他可能性。
剑桥大学的乔里斯·维斯托克补充道：“这个星系周围的巨大电离氢气泡可能是由一群特殊的恒星产生的——比后来形成的恒星质量更大、更热、更亮，可能是第一代恒星的代表。”
目前，我们还需等待后续的进一步观察以获得更多关于这里发生的事情的线索。
该研究发表于自然。
