这一发现改变了我们对宇宙最神秘时期之一的理解。
天文学家公布了该领域一个颇具争议的话题的新证据:早期宇宙中存在的明亮星系的数量,具体来说是大爆炸后最初 6 亿年内的数量。哈勃望远镜显示,这个数字高于预期,但地面观测结果与这一评估不符。现在,新的观测表明哈勃的分析是正确的。
这些星系是从哈勃最亮再电离星系 (BoRG) 最大的纯平行调查中选出的。它们来自 200 个不同的视线,以确保样本是普遍的,而不是仅仅来自一个幸运的地方。它们的距离基于它们的颜色,詹姆斯·韦伯太空望远镜通过测量这些星系的光谱来计算,证实了超过 50% 的 BoRG 确实来自遥远的宇宙。
“我在最近的研究中发现的亮点是,我们确实拥有这么多明亮的星系,这对于了解再电离如何发生非常重要,”索菲亚·罗哈斯·鲁伊斯博士加州大学洛杉矶分校的本周在南非举行的国际天文学联合会会议告诉 IFLScience。
再电离是宇宙早期尚未完全了解的一个现象。当宇宙冷却到一定程度时,也就是大爆炸后约 40 万年,氢原子能够保留电子。它们不再像第一个质子出现时那样被电离。
这种中性氢气使得宇宙变得不透明,并不是说宇宙中存在。第一批恒星尚未开始发光。第一批恒星和第一批星系的形成需要数千万年的时间。这些恒星发出大量紫外线,而这些紫外线再次使氢电离,从而导致再电离。
这就是博格人如此重要的原因。就像星际迷航对于中性氢来说,抵抗是徒劳的。它们的光从氢核中剥离了电子。新研究表明,虽然整体上很明亮,但该星系群具有很大的多样性。这些天体不仅以恒定的高速率形成恒星,而且还经历着恒星形成的爆发。具有不同恒星形成历史的更多明亮星系描绘了早期宇宙的具体图景。
如果早期明亮的星系数量很少,那么它们必须做很多工作才能使整个宇宙重新电离。这意味着它们是彻底改变宇宙的强大力量。但是,随着恒星形成率的提高,越来越多的物体轮流变亮,整个过程可能会更加温和。
“当你观察这些星系的丰度时,你可以准确地说出再电离是快速发生还是更平稳。我们现在看到的是,丰度越高,再电离就越平稳,”罗哈斯·鲁伊斯博士告诉 IFLScience。
因此,詹姆斯·韦伯太空望远镜似乎支持了哈勃最初的分析,即早期宇宙中存在更多明亮的星系。目前尚不清楚为什么地面天文台没有看到这些星系,但正如罗哈斯·鲁伊斯指出的那样,“从地面进行红外天文学研究非常困难。可能是因为很难找到这个特定的星系群。或者他们在污染评估方面更积极,这是公平的,因为我们在红外波段确实发现了很多污染物。”
Rojas Ruiz 博士还经营着将天文学知识带入哥伦比亚农村社区(BARCo)项目,作为国际天文学联合会天文学发展办公室的一部分。