奇特原子终结宇宙“黑暗时代”:第一个星系形成时刻

  • 时间:
  • 浏览:0

  北京时间12月12日消息,据国外媒体报道,宇宙原本在数亿年的时间里一片黑暗,而一种原子不可能 一种开启一种被遗忘时代的钥匙。

  以后刚刚,在第一颗恒星形成刚刚的几百万年里,整个宇宙一片黑暗。这段宇宙“黑暗时代”从大爆炸后约20万年刚刚刚刚开始 ,持续了数亿年,标志着最近一次真正的真空;宇宙中什么什么都那末行星,什么什么都那末恒星,什么什么都那末星系也什么什么都那末生命,什么什么都那末一团由大爆炸形成的氢原子组成的雾,在无尽的黑暗中飘荡。

  今天,世界各地的望远镜就有 试图一窥哪些原始的氢(被称为中性氢原子),以选着黑暗时代最终刚刚刚刚开始 ,以及第2个多 星系形成的时刻。实在哪些古老的原子非常难以捉摸,但在澳大利亚内陆进行观测的一组研究人员不可能 不可能 十分接近找到它们。

  根据发表在预印本数据库arXiv上的一项新研究,天文学家使用默奇森广域阵列(Murchison Widefield Array,简称MWA)射电望远镜深入观察宇宙的过去,搜寻中性氢的标志性波长。遗憾的是,研究人员什么什么都那末找到你可不都可不能不能找的东西,但利用望远镜阵列最近更新的设置,研究小组选着了中性氢信号速率的最低限度。

  不可能 中性氢信号比当没什么什么都那末人儿在论文中设定的极限更强,那望远镜就会探测到它们。这意味着着 寻找哪些古老分子的工作仍在继续,而研究人员现在知道,中性氢的痕迹实在比预期的更加模糊。

  第2个多 原子

  贯穿早期宇宙的能量是什么什么都那末之强,以至于每个原子的电子都被夺走,从而获得2个多 正电荷。第2个多 原子是带正电荷的氢离子。在数十万年的时间里,宇宙冷却并膨胀到足以让哪些氢离子重新获得电子,再次变成中性。哪些中性的氢原子被认为是宇宙黑暗时代的主要特征。最终,当足够多的原子聚集在一同,形成第一批恒星时,哪些原子又会被哪些恒星的辐射能量重新电离。

  科学家不可能 知道,中性氢发出的辐射波长为21厘米。然而,随着宇宙在过去的120亿年里不断膨胀,哪些波长也被拉长了。据这项新研究的作者估计,中性氢的波长不可能 延伸到大概 2米,而当没什么什么都那末人正是利用WMA望远镜在天空中搜索一种信号。

  问提是,一种光源(包括人造的和火山玻璃的)都以相同的波长辐射。所哪些一种光源都比当没什么什么都那末人儿试图探测的信号强一种个数量级,即使是从一架恰好经过望远镜里边的飞机反射回来的调频无线电信号,也足以污染数据。

  或者,研究人员写了一组方程,以在观察结果中识别并去除哪些干扰。在拍摄了1500多张天空的无线电波快照后,研究人员选着,当没什么什么都那末人发现的每2个多 2米波长的痕迹信号都来自于中性氢以外的一种来源。

  实在最重要的中性氢原子信号仍未被发现,但这项新研究成功缩小了未来寻找中性氢的范围。研究人员称,哪些结果有力地表明,MWA望远镜的观测正引导当没什么什么都那末人儿沿着正确的道路寻找中性氢。随着进一步的研究,宇宙黑暗时代的最后遗迹不可能 加快速率就会被发现。

  哪些是宇宙的“黑暗时期”?

  宇宙演化历史中的“黑暗时期”指的是大爆炸刚刚刚刚开始 时的等离子体复合到第一代恒星刚刚刚刚开始 形成的使其。此前的宇宙中充满高能量的光子,意味着着 宇宙中的普通物质(主一种氢和氦)处在电离情况汇报。大爆炸后约20万年时,随着宇宙膨胀,哪些光子的能量不够以再电离氢和氦,于是自由电子与氢、氦原子构成中性原子。随着自由电子消失,光子可什么什么都那末自由传播,不再处在散射,从而使宇宙变得透明。哪些光子最终红移至微波波段,形成今天当没什么什么都那末人儿所观测到的宇宙微波背景辐射。此时的宇宙十分均匀,什么什么都那末恒星,除了氢、氦和少量在大爆炸核合成时期产生的轻核如氘、氦-3、锂之外也什么什么都那末一种元素,或者被称为黑暗时期。

  目前,现有的天文观测可什么什么都那末看一遍黑暗时期刚刚的宇宙,即宇宙微波背景辐射;也也能看一遍黑暗时期刚刚的宇宙,包括恒星、星系、类星体等,但仍然无法观测到黑暗时期的宇宙。了解并观测这段时期处在的物理过程是天文学中非常重要的科学问提。