新研究顯示早期星系已經照亮了宇宙


美國太空總署的史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope,簡稱 SST)近期釋出了極深空宇宙的觀測成果,發現宇宙中最初誕生的星系比天文學家原先預期的還要亮。這些星系明亮的電磁波,為宇宙再游離時期提供了重要線索。

根據目前天文學家的了解,隨著宇宙從誕生之初的炙熱中慢慢冷卻下來,在大爆炸之後大約三十八萬年,質子與電子結合成電中性的氫原子,進入尚未有恆星誕生的黑暗時代。這些中性氫會吸收短波長的電磁波,使得這段時期的宇宙相較於今日仍是不透明。隨著第一代恆星形成,恆星散發的電磁波使中性氫被游離、宇宙逐漸變得透明,大約在大霹靂之後十億年才變成了今日的面貌。然而,若要將整個宇宙的中性氫全部變成游離狀態,現今絕大部分的恆星與星系都沒這樣的能力,到底是什麼樣的第一代天體開啟了宇宙的「再游離時期」令許多觀測天文學家感到好奇。

為了觀察再游離時期即將結束之前的狀況,天文學家利用了史匹哲太空望遠鏡針對兩個天區各曝光了二百小時,藉此獲得一百三十億年前所發出的光線。在這次觀測中,天文學家共觀察了一百三十五個遙遠的星系,發現他們在兩個特定波長的紅外光特別明亮,而這兩個波段是電磁波與星系內的氫與氧元素交互作用所產生。反映了這些星系是由大量的年輕大質量恆星所構成,因此除了氫與氦之外,還有非常少量的碳、氧等重元素。

史匹哲太空望遠鏡的主鏡口徑只有八十五厘米,計畫科學家對於其能獲得這麼多早期宇宙的細節感到吃驚。口徑更大詹姆斯韋伯太空望遠鏡將於2021年發射,其部分觀測波段與史匹哲相同,天文學家都相當期待未來透過詹姆斯韋伯太空望遠鏡能獲得更多早期宇宙的細節!

【圖:美國太空總署;文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁;新聞訊息由林景明提供】

發表評論

Verified by MonsterInsights