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华裔领导美天文团队 发现最古老星系

2012-09-23 12:35 中港台时间|09-23 21:51 更新
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【大纪元2012年09月23日讯】(大纪元记者任凯文编译报导)据太空网站(space.com)报导,约翰霍普金斯大学华裔天文学家郑玮领导的研究团队发现了一个至今最古老的星系。据估计,宇宙起源于距今约137亿年前的大爆炸期间,最早的星系在宇宙诞生后不到5亿年形成。

因为最早的星系离我们非常遥远,所以它们发出的光很微弱,从而使人类对它们几乎一无所知。科学家使用一种叫“引力透镜”(gravitational lenses)的工具,利用宇宙引力而进行放大效果。重力使时空发生畸变。一个天体的质量越大,其引力就越强。反过来,它使附近光线发生弯曲,从而影响了地球上的望远镜看这个天体。

通过估计一个天体的距离,天文学家就能测量其年龄。由于在整个宇宙中,光的速度不变,知道一个天体离我们多远就能知道它的光花了多长时间到我们这儿。科学家们通过看一个天体的光度有多少被扭曲了就能计算出其距离。借助美国宇航局(NASA)哈勃空间望远镜和斯皮策空间望远镜(Spitzer Space Telescope),再加上宇宙引力透镜放大效果的帮助,科学家们看到一个宇宙年龄约在5亿岁时就存在的星系。

基于其发展水平,研究人员估计,这个星系质量约为太阳的1.5亿倍及在宇宙大爆炸不到2亿年后形成的。这是目前科学家们有把握地确定的已知最早和最遥远的星系。

郑玮说:“我们觉得我们就像手里拿着前尼安德特人化石的考古学家一样。”天文学家已经探测到潜在的更老的星系,但因为他们发出的光太暗淡,所以很难看出有关他们年龄的关键细节。郑玮说:“如果物体没有被透镜(un-lensed)的话,我们不可能有这样的发现。”

这个星系的年龄显示,它在所谓的“再电离期”(epoch of reionization)形成的。“再电离期”大约在宇宙大爆炸发生后1.5亿至8亿年发生的。这个关键的但仍然在很大程度上很神秘的事件发生了。当时,强烈的紫外线辐射清除曾经弥漫在宇宙中的氢原子雾。

没有参加这项研究的亚利桑那大学天文学家斯塔克说:“这为我们提供了对宇宙大爆炸后跨越3亿至5亿年恒星形成和星系生长唯一的一瞥。在解释单一天体应谨慎对待的同时,郑玮文章中的结果表明在此期间有显著的恒星形成活动。”

至于什么辐射源造成再电离期,至今仍然不能确定。由于研究人员在只监控一小片天空后发现了这古老的星系,所以郑玮说,总体而言,早期宇宙可能充满推动再电离的星系。

科学家们详细介绍了他们的发现,并于9月20日发表在《自然》期刊上。

(责任编辑:张东光)

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