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,宇宙什么都有 在数亿年的时间里一片黑暗,而本身原子一点什么都有 开启本身被遗忘时代的钥匙。

  后要后要 ,在第一颗恒星形成后要 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10万年开始英文英文,持续了数亿年,标志着最近一次真正的真空;宇宙中不能能 行星,不能能 恒星,不能能 星系要是 能能 生命,不能能 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那先 原始的氢(被称为中性氢原子),以选者黑暗时代最终开始英文英文,以及第另1个 星系形成的时刻。着实那先 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一点一点十分接近找到它们。

  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,研究人员不能能 找到我想要找的东西,但利用望远镜阵列最近更新的设置,研究小组选者了中性氢信号传输波特率的最低限度。

  一点中性氢信号比亲戚亲戚我门在论文中设定的极限更强,那望远镜就会探测到它们。这原因分析寻找那先 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1个 原子

  贯穿早期宇宙的能量是不能能 之强,以至于每个原子的电子都被夺走,从而获得另1个 正电荷。第另1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先 氢离子重新获得电子,再次变成中性。那先 中性的氢原子被认为是宇宙黑暗时代的主要底部形态。最终,当足够多的原子聚集在并肩,形成第一批恒星时,那先 原子又会被那先 恒星的辐射能量重新电离。

  科学家一点知道,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,那先 波长也被拉长了。据这项新研究的作者估计,中性氢的波长一点延伸到最少2米,而亲戚亲戚我门正是利用WMA望远镜在天空中搜索本身信号。

  间题是,有一点光源(包括人造的和盐晶 的)都以相同的波长辐射。所有那先 一点光源都比亲戚亲戚我门试图探测的信号强什么都有 个数量级,即使是从一架恰好经过望远镜上端的飞机反射回来的调频无线电信号,也足以污染数据。

  一点,研究人员写了一组方程,以在观察结果中识别并去除那先 干扰。在拍摄了1500多张天空的无线电波快照后,研究人员选者,亲戚亲戚我门发现的每另1个 2米波长的痕迹信号都来自于中性氢以外的一点来源。

  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,那先 结果有力地表明,MWA望远镜的观测正引导亲戚亲戚我门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一点变慢就会被发现。

  那先 是宇宙的“黑暗时期”?

  宇宙演化历史中的“黑暗时期”指的是大爆炸开始英文英文时的等离子体复合到第一代恒星开始英文英文形成的使其。此前的宇宙中充满高能量的光子,原因分析宇宙中的普通物质(主什么都有 氢和氦)处在电离情况。大爆炸后约10万年时,随着宇宙膨胀,那先 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,光子还不能能 自由传播,不再处在散射,从而使宇宙变得透明。那先 光子最终红移至微波波段,形成今天亲戚亲戚我门所观测到的宇宙微波背景辐射。此时的宇宙十分均匀,不能能 恒星,除了氢、氦和一定量在大爆炸核合成时期产生的轻核如氘、氦-3、锂之外要是 能能 一点元素,一点被称为黑暗时期。

  目前,现有的天文观测还不能能 看得人黑暗时期后要 的宇宙,即宇宙微波背景辐射;要是能看得人黑暗时期后要 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间题。