136亿年后,天文学家发现了我们最早恒星的线索

对宇宙中最早恒星的首次观测表明,它们是在大爆炸后约1.8亿年形成的。用于进行这一观测的无线电信号虽然是间接的,但支持了一些关于早期宇宙演化的理论模型。...

对宇宙中最早恒星的首次观测表明,它们是在大爆炸后约1.8亿年形成的。用于进行这一观测的无线电信号虽然是间接的,但支持了一些关于早期宇宙演化的理论模型。

起初,宇宙主要由气体(主要是氢)和一种称为暗物质的重而神秘的物质组成。随着时间的推移,氢气的口袋坍塌,形成了第一批恒星,于是出现了光。但是没有人知道这些宇宙光到底是什么时候开始亮起的,直到一组天文学家接收到一个微弱的无线电信号,它经过136亿年到达地球。

今天发表在《自然》杂志上的无线电信号告诉我们,早期恒星在大爆炸后1.8亿年已经形成。这是因为这些恒星发出的紫外线照射了它们周围的氢气,导致地球上探测到的无线电波光谱出现明显的下降。这个信号让科学家们间接地了解了宇宙尚处于婴儿期的神秘时期。

科学家们不确定恒星何时开始发光的原因是因为传统的望远镜无法看到遥远的过去。虽然理论家预测,紫外线照射下的氢气可能会产生一种独特的无线电信号,但还没有人能够检测到它。

史密森天体物理天文台的射电天文学家Lincoln Greenhill说,这就是为什么这项新研究具有“突破性”,他撰写了一篇关于这项研究的社论,但没有参与这项研究它填补了我所说的宇宙记录中的一个空白。“不过,他警告说,由于这是一个潜在的巨大发现,因此使用不同的设备和分析复制它将更加重要。”我们真的必须加倍努力,以确保它是正确的,”他说。

由于很难看到遥远的过去,一组天文学家利用澳大利亚沙漠深处的天线,转向无线电波收听早期宇宙。这个想法是,漂浮在早期宇宙中的氢气吸收了第一代恒星发出的紫外线。这改变了氢气,使其吸收了大爆炸遗留下来的背景辐射——这一转变导致136亿年后到达地球的无线电波频谱出现了明显的下降。

然而,无线电信号很小,我们的星球很嘈杂——我们整个星系都很嘈杂。为了将信号从背景噪音中分离出来,一组天文学家将他们的天线在天空上训练了数百小时,以了解哪些信号来自附近,哪些信号来自远方。

两年前,该团队收到了他们期望找到的信号。”从那时起,我们进行了各种测试来说服自己,“科罗拉多大学博尔德实验的宇宙学家Raul M***alve和这项研究的作者说。根据理论模型,无线电信号的定时是有意义的。”这是第一颗创造了触发器的恒星,使我们能够看到报道中的这种奇怪的光谱特征,”格林希尔同意。

但结果有些出乎意料:信号的大小虽然很小,但比预期的要大。一种可能的解释是氢气可能比模型预测的要冷。这一发现产生了今天发表在《自然》上的第二篇论文,其**拉维夫大学的天体物理学家Rennan Barkana提出,在宇宙的开始,氢气与暗物质的相互作用可以解释出乎意料的温度。这意味着这一新的无线电信号可以帮助科学家探测早期宇宙中暗物质的新特性,并为科学家寻找暗物质提供新的线索。”因此,这一发现从一个真正重要的发现——如果得到证实的话,”格林希尔说,“到也许是革命性的。”

但首先,需要确认测量结果。”我希望我不会像雨点般的暴躁鬼一样被载入历史,”格林希尔说。但他希望看到另一组调查人员使用他们自己的仪器来复制这一发现。”如果他们看到的是同一件事,那么,‘瞧!’他说。蒙萨尔夫同意。”现在,这当然让人兴奋——但这就像是一个过程的开始,”他说我们渴望听到其他实验的消息。”

  • 发表于 2021-08-23 02:30
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