天文学家称,第一代恒星在大爆炸后2.5-3.5亿年出现

2022-02-26 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:402 /
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来自英国和美国的一组天文学家研究了目前已知的六个最遥远的星系,发现这些星系远离地球的位置对应于130多亿年前的回望时间,当时宇宙只有5.5亿年的历史。利用美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜、美国宇航局斯皮策太空望远镜和几个地面天文台的数据,他们计算出这些星系的年龄在2亿到3亿年之间......

来自英国和美国的一组天文学家研究了目前已知的六个最遥远的星系,发现这些星系远离地球的位置对应于130多亿年前的回望时间,当时宇宙只有5.5亿年的历史。利用美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜、美国宇航局斯皮策太空望远镜和几个地面天文台的数据,他们计算出这些星系的年龄在2亿到3亿年之间,从而可以估计它们的恒星最初形成的时间。

This artist’s impression shows the evolution of the Universe beginning with the Big Bang on the left followed by the appearance of the Cosmic Microwave Background. The formation of the first stars ends the cosmic dark ages, followed by the formation of galaxies. Image credit: M. Weiss / Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

这位艺术家的印象展示了宇宙的演变,从左边的大爆炸开始,然后是宇宙微波背景的出现。第一批恒星的形成结束了宇宙黑暗时代,随后是星系的形成。图像学分:m .韦斯/哈佛-史密森天体物理中心。

“理论学家推测,在第一批恒星和星系形成之前的最初几亿年,宇宙是一个黑暗的地方,”该研究的主要作者尼古拉斯·拉波尔特博士说,他是卡弗利宇宙学研究所和剑桥大学卡文迪什实验室的天文学家。

"见证宇宙第一次沐浴在星光中的时刻是天文学的一项重大探索。"

“我们的观测表明,宇宙黎明发生在宇宙开始后的2.5亿年至3.5亿年之间,在它们形成的时候,像我们研究的那些星系已经足够明亮,可以用詹姆斯·韦伯太空望远镜看到。”

拉波特博士和他的同事分析了哈勃和斯皮策太空望远镜记录的星系星光,检查了它们能量分布中的一个标志,表明它们的恒星大气中存在氢原子。这提供了对它们所含恒星年龄的估计。

这种氢信号随着恒星数量的老化而增强,但当星系超过10亿年时就会减弱。

这种年龄依赖性的产生是因为产生这种信号的质量更大的恒星燃烧核燃料的速度更快,因此会先死亡。

该研究的合著者罗曼·迈耶博士说:“这个年龄指示器用于确定我们银河系中邻近地区的恒星的日期,但也可以用于确定极其遥远的星系的日期,这些星系是在宇宙的非常早期看到的。”罗曼·迈耶博士是伦敦大学学院物理和天文系以及马克斯·普朗克天文研究所的天文学家。

“使用这个指标,我们可以推断,即使在这些早期,我们的星系也有2亿到3亿年的历史。”

在分析哈勃和斯皮策的数据时,天文学家需要估计每个星系的红移,这表明了它们的宇宙距离,从而表明了它们被观测的回望时间。

为了实现这一目标,他们利用几个强大的地面望远镜进行了光谱测量:阿尔玛望远镜、欧洲南方天文台的超大型望远镜、双凯克望远镜和双子座南方望远镜。

这些测量使研究人员能够证实,观察这些星系相当于回顾宇宙5.5亿年前的时光。

该研究的合著者、伦敦大学学院物理和天文学系的天文学家理查德·埃利斯教授说:“在过去十年里,天文学家将我们所能观察到的前沿推回到宇宙只有现在年龄的4%的时候。

“然而,由于地球大气层的透明度有限,以及哈勃和斯皮策太空望远镜的能力,我们已经达到了极限。”

“我们现在急切地等待詹姆斯·韦伯太空望远镜的发射,我们相信它有能力直接见证宇宙黎明。”

“几十年来,探索宇宙历史上这一重要时刻一直是天文学的圣杯。”

“既然我们是由在恒星中加工的物质构成的,从某种意义上来说,这就是在寻找我们自己的起源。”

这些发现发表在皇家天文学会的月刊上。

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名词(noun的缩写)Laporte等人,2021年。探索宇宙黎明:候选z ≥ 9星系的年龄和恒星形成历史。MNRAS 505(3):3336-3346;doi: 10.1093/mnras/stab1239


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