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,宇宙两个在数亿年的时间里一片黑暗,而并全部都是原子将会全都开启这俩 被遗忘时代的钥匙。

  之前 之前 ,在第一颗恒星形成之前 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8万年之前 开始 ,持续了数亿年,标志着最近一次真正的真空;宇宙中如此 行星,如此 恒星,如此 星系也如此 生命,如此 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,世界各地的望远镜全部都是试图一窥那些原始的氢(被称为中性氢原子),以选着黑暗时代最终之前 开始 ,以及第两个星系形成的时刻。嘴笨 那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将会将会十分接近找到它们。

  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,研究人员如此 找到我想要找的东西,但利用望远镜阵列最近更新的设置,研究小组选着了中性氢信号效率的最低限度。

  将会中性氢信号比一群人在论文中设定的极限更强,那望远镜就会探测到它们。这原应寻找那些古老分子的工作仍在继续,而研究人员现在知道,中性氢的痕迹嘴笨 比预期的更加模糊。

  第两个原子

  贯穿早期宇宙的能量是如此 之强,以至于每个原子的电子都被夺走,从而获得两个正电荷。第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那些氢离子重新获得电子,再次变成中性。那些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并,形成第一批恒星时,那些原子又会被那些恒星的辐射能量重新电离。

  科学家将会知道,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,那些波长也被拉长了。据这项新研究的作者估计,中性氢的波长将会延伸到大慨2米,而一群人正是利用WMA望远镜在天空中搜索这俩 信号。

  什么的问题是,有一些光源(包括人造的和火山玻璃的)都以相同的波长辐射。所有那些一些光源都比一群人试图探测的信号强全都个数量级,即使是从一架恰好经过望远镜顶端的飞机反射回来的调频无线电信号,也足以污染数据。

  假若,研究人员写了一组方程,以在观察结果中识别并去除那些干扰。在拍摄了180多张天空的无线电波快照后,研究人员选着,一群人发现的每两个2米波长的痕迹信号都来自于中性氢以外的一些来源。

  嘴笨 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,那些结果有力地表明,MWA望远镜的观测正引导一群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将会减慢就会被发现。

  那些是宇宙的“黑暗时期”?

  宇宙演化历史中的“黑暗时期”指的是大爆炸之前 开始 时的等离子体复合到第一代恒星之前 开始 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(主全都氢和氦)指在电离情況。大爆炸后约8万年时,随着宇宙膨胀,那些光子的能量缺乏以再电离氢和氦,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,光子还并能 自由传播,不再指在散射,从而使宇宙变得透明。那些光子最终红移至微波波段,形成今天一群人所观测到的宇宙微波背景辐射。此时的宇宙十分均匀,如此 恒星,除了氢、氦和小量在大爆炸核合成时期产生的轻核如氘、氦-3、锂之外也如此 一些元素,假若被称为黑暗时期。

  目前,现有的天文观测还并能 都看黑暗时期之前 的宇宙,即宇宙微波背景辐射;也并能都看黑暗时期之前 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指在的物理过程是天文学中非常重要的科学什么的问题。