宇宙之美
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遥远的星系

天文学家使用21世纪初建成的三种功能强大的望远镜在红外波段上观测太空,于2015年发现了一个走出黑暗时期迈入演化初期的星系。

在复合时期,带负电的电子持续与带正电的氢、氦原子核结合,形成首批原子,宇宙成为一个电中性粒子的环境。近10亿年后,情况大为不同:所有氢原子均失去电子,再次电离。

这一“再电离”现象发生于哪一时期?又是何种粒子源辐射出足够多的紫外光子促使宇宙电离的?为确定照亮黑暗时期的第一缕紫外线的光源,天文学家踏上了探寻最遥远天体的征程。他们根据宇宙膨胀理论来估算最遥远天体的距离:宇宙膨胀拉伸了空间本身结构,光源越遥远,其辐射波长被拉伸的幅度越大。参照可见光中红光位于最长波段的事实,这一波长逐渐增加的现象被命名为红移。

国际天文学家团队根据哈勃空间望远镜在可见光与近红外波段以及斯皮策(Spitzer)空间望远镜在远红外波段上收集的数据,利用安装于夏威夷、口径“10米”的凯克I号(Keck)望远镜的光谱学研究结果,发现了一个特别明亮的星系(编号为EGS-zs8-1)。该星系红移值z=7.73,从中可估算它的距离,表明这是截至2015年5月探寻到的最遥远星系,它在大爆炸后已强烈发光近7亿年。由此得出结论:EGS-zs8-1星系与其他原始星系应是宇宙再电离的主要影响因素。

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哈勃空间望远镜在可见光和近红外波段上记录的牧夫座天区图。图中箭头所指处为EGS-zs8-1星系,右上角为该星系放大的红外图像。

大爆炸后6.7亿年

-131亿年