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宇宙早期氫原子發(fā)出的光線為何能被觀測到?新研究找到答案

2024/1/19 16:12:33 來源:IT之家 作者:故淵 責編:故淵

IT之家 1 月 19 日消息,困擾天文學家多年的一個謎題是:為何人類可以觀測到早期宇宙中氫原子發(fā)出的光線?現在這個問題終于有了答案。

IT之家注:在星系孕育初期,恒星處于旺盛的活躍狀態(tài)下,因此氫原子發(fā)出的一種叫作 Lyman-α 的光;這是氫原子在由激發(fā)狀態(tài)回到基態(tài)時發(fā)出的光線,波長大約為 121.567 納米。由于氫是宇宙中最豐富的元素,這種光線被廣泛用來研究星系中的恒星形成活動。

在再電離(reionization)階段,大量的中性氫氣體包圍著這些恒星形成活躍的區(qū)域,它們被稱為恒星苗圃(stellar nurseries)。

而星系與星系之間,也填充著更多的中性氣體,這些氣體可以非常有效地吸收和散射這種氫輻射,因此天文學家早就預言,在宇宙早期釋放出的大量萊曼-α 輻射在今天應該是觀測不到的。

根據上述理論,宇宙初期星系中釋放出的大量 Lyman-α 輻射光是無法被觀測到的,應該被已被恒星形成活躍區(qū)域周圍的大量中性氫氣吸收或散射掉了。

不過天文學家依然觀測到極早期氫發(fā)射的例子,因此引發(fā)了本文開篇的謎題。

一支國際天文小組利用 NASA/ ESA / CSA 詹姆斯?韋伯太空望遠鏡的 NIRCam 儀器,在有“無法解釋”氫輻射的星系周圍,觀測發(fā)現了一些微弱的小天體。

天文學家再結合對宇宙早期星系的先進模擬,最終揭開了這個問題的答案,相鄰星系的混亂合并是這種氫輻射的來源。

這次的發(fā)現不僅僅是對一種天文現象的解釋,它還深刻地影響了我們對宇宙早期星系演化過程的理解。通過對這些星系合并過程的進一步觀測,天文學家希望能更加深入地理解宇宙的發(fā)展歷程。

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關鍵詞:氫原子,天文,科學
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