華裔領導美天文團隊 發現最古老星系

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【大紀元2012年09月23日訊】(大紀元記者任凱文編譯報導)據太空網站(space.com)報導,約翰霍普金斯大學華裔天文學家鄭瑋領導的研究團隊發現了一個至今最古老的星系。據估計,宇宙起源於距今約137億年前的大爆炸期間,最早的星系在宇宙誕生後不到5億年形成。

因為最早的星系離我們非常遙遠,所以它們發出的光很微弱,從而使人類對它們幾乎一無所知。科學家使用一種叫「引力透鏡」(gravitational lenses)的工具,利用宇宙引力而進行放大效果。重力使時空發生畸變。一個天體的質量越大,其引力就越強。反過來,它使附近光線發生彎曲,從而影響了地球上的望遠鏡看這個天體。

通過估計一個天體的距離,天文學家就能測量其年齡。由於在整個宇宙中,光的速度不變,知道一個天體離我們多遠就能知道它的光花了多長時間到我們這兒。科學家們通過看一個天體的光度有多少被扭曲了就能計算出其距離。借助美國宇航局(NASA)哈勃空間望遠鏡和斯皮策空間望遠鏡(Spitzer Space Telescope),再加上宇宙引力透鏡放大效果的幫助,科學家們看到一個宇宙年齡約在5億歲時就存在的星系。

基於其發展水平,研究人員估計,這個星系質量約為太陽的1.5億倍及在宇宙大爆炸不到2億年後形成的。這是目前科學家們有把握地確定的已知最早和最遙遠的星系。

鄭瑋說:「我們覺得我們就像手裡拿著前尼安德特人化石的考古學家一樣。」天文學家已經探測到潛在的更老的星系,但因為他們發出的光太暗淡,所以很難看出有關他們年齡的關鍵細節。鄭瑋說:「如果物體沒有被透鏡(un-lensed)的話,我們不可能有這樣的發現。」

這個星系的年齡顯示,它在所謂的「再電離期」(epoch of reionization)形成的。「再電離期」大約在宇宙大爆炸發生後1.5億至8億年發生的。這個關鍵的但仍然在很大程度上很神秘的事件發生了。當時,強烈的紫外線輻射清除曾經瀰漫在宇宙中的氫原子霧。

沒有參加這項研究的亞利桑那大學天文學家斯塔克說:「這為我們提供了對宇宙大爆炸後跨越3億至5億年恆星形成和星系生長唯一的一瞥。在解釋單一天體應謹慎對待的同時,鄭瑋文章中的結果表明在此期間有顯著的恆星形成活動。」

至於什麼輻射源造成再電離期,至今仍然不能確定。由於研究人員在只監控一小片天空後發現了這古老的星系,所以鄭瑋說,總體而言,早期宇宙可能充滿推動再電離的星系。

科學家們詳細介紹了他們的發現,並於9月20日發表在《自然》期刊上。

(責任編輯:張東光)

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