來自遠古星系的紫外光 被哈伯望遠鏡偵測到

【大紀元2026年07月29日訊】（大紀元記者薛止墨編譯報導）長久以來，天文學家認為他們無法直接觀測到宇宙最早期星系所發出的特定類型光線。理論上，大爆炸後充斥於宇宙各處的濃厚中性氫氣雲，會將這些高能光子完全吸收。然而，一項最新的天文突破打破了這個僵局。利用美國航空航天局（NASA）的哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope），科學家成功偵測到一個存在於大爆炸後僅14億年的星系所發出的紫外光，為探索宇宙黎明提供了關鍵線索。

穿透「迷霧」的奇跡之光

在宇宙最初的十億年間，星系間的太空充滿了中性氫氣，這些氣體會強力吸收高能紫外光，使宇宙處於不透明的狀態。直到「再電離時代」（Era of Reionization）展開，第一代恆星與星系發出的強烈輻射將氫原子游離（剝離電子），宇宙才逐漸變得透明。科學家花費數十年試圖釐清究竟是哪些星系主導了這一轉變，而編號為MXDFz4.4的新發現星系，正是這塊宇宙拼圖中空缺已久的核心關鍵。

「觀測到這樣的星系原本被認為是不可能的」，這個新研究的主要作者、太空望遠鏡科學研究所（STScI）的博士後研究員伊利亞斯‧古瓦茨（Ilias Goovaerts）指出，「研究人員原以為早期宇宙的中性氫『迷霧』會濃厚到無法讓游離光穿透。但哈伯不僅捕捉到了那道光，還揭示了該星系驚人的細節。」

這道光在太空中旅行了超過120億年才抵達地球。在漫長的旅途中，宇宙的持續膨脹將這些原始紫外光的波長大幅拉伸至紅外波段。哈伯太空望遠鏡憑藉其精密的太空觀測能力，讓捕捉這道微弱訊號成為可能。

極致的星系爆發：年輕大質量恆星的威力

深入分析顯示，MXDFz4.4擁有極端活躍的恆星形成活動。它的體積大約比銀河系小100倍，但其恆星生成速率卻高出銀河系足足10倍。

該星系內部聚集了大量年輕、熾熱且質量巨大的恆星。這些恆星會釋放出強烈的紫外線輻射，足以電離周圍的氫氣。研究團隊估計，這些高能游離光子中，有高達50%至100%成功逃離了星系內部氣體的束縛。

此外，大質量恆星的壽命極短（僅數百万年），隨後便會以劇烈的超新星爆炸結束生命。這些爆炸釋放出的巨大能量在星際介質中轟出了大型開口，進一步打通了光線逃逸的通道。

多座頂尖望遠鏡攜手解密

這項重大發現並非單一儀器的功勞，而是多座世界級望遠鏡跨領域合作的成果：

NASA的詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡（JWST）： 提供了關鍵的近紅外觀測數據，讓天文學家得以精確測量該星系的質量、分析其較年老的恆星族群，並重建完整的恆星演化史。

歐洲南方天文台的甚大望遠鏡（VLT）： 提供了地面光譜確認，進一步佐證了該星系的精確年齡與距離。

比對韋伯與哈伯的數據顯示，MXDFz4.4內部的較年老恆星溫度較低且質量較小，並非改變周圍氣體環境的主因；真正促成光線外洩的，是近期發生的爆發性年輕恆星潮。研究共同作者、太空望遠鏡科學研究所哈伯副任務主管馬克‧拉費爾斯基（Marc Rafelski）強調：「如果沒有韋伯協助釐清我們在哈伯影像中所見的細節，我們將無法得出這些嚴謹的結論。」

探尋宇宙真相的開拓者

拉費爾斯基表示，在此之前，天文學家雖然在類似的時間點發現過不少星系，卻從未在其中偵測到逃逸的游離光子，這使得MXDFz4.4在現階段顯得獨一無二。

此前確認發出游離光的記錄，僅存在於大爆炸後16億年及20億年的極少數案例中；而MXDFz4.4則將這類觀測推進到了更接近再電離時代尾聲的關鍵節點。

2023年，詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡的觀測顯示，大爆炸後9億年的星系產生了足以電離周圍氣體的輻射。MXDFz4.4補上了另一塊缺失的拼圖，首度展示這種高能光線究竟是如何從星系內部逃逸出來的。

隨著新一代望遠鏡的強大觀測能力全面展開，科學家預期未來將能發現更多類似的星系。

「哈伯對MXDFz4.4的觀測，讓我們得以在更接近再電離時代的時間點檢驗理論模型。」拉費爾斯基總結道，「找到更多星系樣本——尤其是在稍晚的宇宙時期，那裡有更大的樣本可供取得——將有助於我們精進測量數據，徹底弄清楚究竟是什麼力量最終撥開了宇宙的迷霧。」◇

責任編輯：李琳#