我们还没有观察到宇宙中最早的星系中的第一批恒星。天文学家一直在寻找与它们相关的间接信号，但运气不佳，因为这样的探测充其量被认为是有争议的。但事实证明，缺乏信号也同样提供了丰富的信息，可以告诉我们很多关于这些最初的宇宙物体是什么样子的信息。
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研究人员在一篇新论文中着手测量所谓的 21 厘米线，也称为氢线，它是中性氢产生的光的特定波长。今天宇宙中的大部分氢都被电离了，这意味着原子失去了电子。但在大爆炸后的最初几亿年里，在恒星的光将其电离之前，大部分氢是中性的。
因此，通过绘制宇宙诞生仅 2 亿年时这条线的强度，研究人员希望了解宇宙是如何从以及第一个星系是如何形成的。但信号并不容易被发现。
“我们正在寻找具有一定幅度的信号，”剑桥大学卡文迪什实验室的博士生、该论文的主要作者哈里·贝文斯 (Harry Bevins) 在一篇论文中说道。陈述。 “但如果找不到这个信号，我们就可以限制它的深度。这反过来又开始告诉我们第一个星系有多亮。”
早在 2018 年，EDGES 实验报告的调查结果与这条重要线路的检测一致。但与模型的预期相比，该信号显得过于强烈，并且尚未得到独立证实。本研究中使用的 SARAS3 数据对这一检测提出异议。
缺乏信号仍然提供了丰富的信息，使天文学家能够排除某些情况。其中包括看到第一个星系在无线电波中非常明亮，但它们周围的宇宙气体加热器却很差。
“我们的分析表明，氢信号可以告诉我们第一颗恒星和星系的数量，”剑桥天文学研究所的共同主要作者阿纳斯塔西娅·菲亚尔科夫博士补充道。 “我们的分析对第一个光源的一些关键特性进行了限制，包括最早星系的质量以及这些星系形成恒星的效率。我们还解决了这些光源发射 X 射线、无线电和紫外线辐射的效率问题。”
后续工作预计将在 2023 年前几个月进行，其中包括 REACH 望远镜（宇宙氢分析无线电实验）的结果。
今天提出的研究结果发表在杂志上自然天文学。
