最早再電離星系被發現

    國際天文學家團隊日前發佈消息稱，詹姆斯 · 韋伯空間望遠鏡(JWST)檢測到已知最早的處於再電離過程中的星系之一。這項發現將宇宙再電離（早期宇宙發生的重要轉變）的發生時間推至大爆炸後至少三點三億年，並為人們了解最早星系的性質帶來了新見解。

    天文學家指出，宇宙在極熱的大爆炸後逐漸冷卻，直至自由質子和電子結合為中性（無電荷）氣體，其中大部分為氫和氦，這段時期被稱為“宇宙黑暗時代”。第一批星系點亮了宇宙。尤其是，特定紫外波長的光子（即所謂萊曼連續區）被中性氫吸收，而較短波長的光子則會將氣體再電離，使宇宙對萊曼光子變得透明，並使之能穿透到地球，這被稱為宇宙再電離，其發生時間尚不確定。JWST的近期觀察發現了在宇宙年齡不到三億年時就產生紫外輻射的明亮星系，但缺乏關於再電離的直接證據。

    由於星系際介質的吸收以及流量信號隨距離增加而減弱的效應，天文學家無法直接觀測到宇宙再電離時期星系所產生的萊曼電離光子對周圍中性氫進行電離的過程。因此，在星系的萊曼電離光子逃逸問題上，僅局限於對中低紅移處的十餘例具有萊曼電離光子逃逸的星系樣本研究，這些研究需要深度的紫外觀測數據以獲取紅移後的萊曼電離光子的探測信號來計算星系對中性氫的電離能力，從而理解宇宙再電離過程。

    國際天文學家團隊此次發佈最新報告稱，JWST此次觀測到宇宙大爆炸後僅三點三億年，一個被命名為“JADES-GS-z13-1-LA”的星系就出現了再電離信號。這一明亮發射源被認定為“萊曼α”發射體，是中性氫從激發狀態轉變為基態的信號。這意味着這個星系產生了足夠的紫外光子來激發中性氫，而且在它與地球之間幾乎沒有中性氫，來重新吸收氫回到穩定、最低能量狀態時釋放的“萊曼α”光子。

    天文學家指出科學家指出，這一再電離的可能來源要麼是大質量熱恆星，要麼是超大質量黑洞。他們總結稱，這些發現有助於縮小宇宙再電離的開始和時間線範圍。

    對於此次新發現，不少天文學家提出了新問題：這些早期星系為甚麼能在宇宙年齡不到三億年時，就積累了足夠的物質並形成了如此強烈的紫外輻射？其答案是否會挑戰了我們現有的理論模型？後續，天文學團隊將用更精細的模擬試驗結合進一步觀測來進行深入探索，為揭開更多宇宙奧秘奠定基礎。

    多    姿