奇特原子终结宇宙“黑暗时代”:第一个星系形成时刻

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  北京时间12月12日消息,据国外媒体报道,宇宙原先在数亿年的时间里一片黑暗,而两种原子事先也不开启你你这人 被遗忘时代的钥匙。

  已经 事先,在第一颗恒星形成事先的几百万年里,整个宇宙一片黑暗。这段宇宙“黑暗时代”从大爆炸后约30万年刚结束,持续了数亿年,标志着最近一次真正的真空;宇宙中这麼行星,这麼恒星,这麼星系也这麼生命,非要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,世界各地的望远镜还会试图一窥哪几种原始的氢(被称为中性氢原子),以选择黑暗时代最终刚结束,以及第另另有有两个星系形成的时刻。着实哪几种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事先事先十分接近找到它们。

  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,研究人员这麼找到我想要找的东西,但利用望远镜阵列最近更新的设置,研究小组选择了中性氢信号波特率的最低限度。

  事先中性氢信号比你这人 人 在论文中设定的极限更强,那望远镜就会探测到它们。这原应寻找哪几种古老分子的工作仍在继续,而研究人员现在知道,中性氢的痕迹着实比预期的更加模糊。

  第另另有有两个原子

  贯穿早期宇宙的能量是这麼之强,以至于每个原子的电子都被夺走,从而获得另另有有两个正电荷。第另另有有两个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几种氢离子重新获得电子,再次变成中性。哪几种中性的氢原子被认为是宇宙黑暗时代的主要社会形态。最终,当足够多的原子聚集在一块儿,形成第一批恒星时,哪几种原子又会被哪几种恒星的辐射能量重新电离。

  科学家事先知道,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,哪几种波长也被拉长了。据这项新研究的作者估计,中性氢的波长事先延伸到相当于2米,而你这人 人 正是利用WMA望远镜在天空中搜索你你这人 信号。

  难题报告 是,有你这人 光源(包括人造的和火山玻璃的)都以相同的波长辐射。所有哪几种你这人 光源都比你这人 人 试图探测的信号强也不个数量级,即使是从一架恰好经过望远镜里面的飞机反射回来的调频无线电信号,也足以污染数据。

  也不,研究人员写了一组方程,以在观察结果中识别并去除哪几种干扰。在拍摄了1200多张天空的无线电波快照后,研究人员选择,你这人 人 发现的每另另有有两个2米波长的痕迹信号都来自于中性氢以外的你这人 来源。

  着实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,哪几种结果有力地表明,MWA望远镜的观测正引导你这人 人 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事先变慢就会被发现。

  哪几种是宇宙的“黑暗时期”?

  宇宙演化历史中的“黑暗时期”指的是大爆炸刚结束时的等离子体复合到第一代恒星刚结束形成的使其。此前的宇宙中充满高能量的光子,原应宇宙中的普通物质(主也不氢和氦)占据 电离状态。大爆炸后约30万年时,随着宇宙膨胀,哪几种光子的能量过高 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,光子还须要自由传播,不再占据 散射,从而使宇宙变得透明。哪几种光子最终红移至微波波段,形成今天你这人 人 所观测到的宇宙微波背景辐射。此时的宇宙十分均匀,这麼恒星,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、锂之外也这麼你这人 元素,也不被称为黑暗时期。

  目前,现有的天文观测还须要看后黑暗时期事先的宇宙,即宇宙微波背景辐射;也不需要 看后黑暗时期事先的宇宙,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占据 的物理过程是天文学中非常重要的科学难题报告 。