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天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙中最古老恒星的“足跡”

2018年03月02日 15:23 | 來源:新華社
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新華社北京3月2日電通過長達(dá)12年的觀測,美國一個天文學(xué)研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了宇宙中第一批恒星的“足跡”。這些恒星誕生于宇宙大爆炸后約1.8億年,發(fā)出的光照亮宇宙中的氫氣,在氫光譜中留下了特殊印記。

美國亞利桑那州立大學(xué)等機(jī)構(gòu)研究人員在新一期英國《自然》雜志上發(fā)表論文說,他們利用設(shè)于澳大利亞的地面設(shè)備觀測宇宙中的射電波,首次找到了恒星“老祖宗”活動的痕跡。這將加深人們對早期宇宙演化歷程的理解,還可能有助尋找暗物質(zhì)。

宇宙誕生于約138億年前的一場大爆炸,隨后不斷膨脹并冷卻。大爆炸約38萬年后,溫度低到使電子和質(zhì)子結(jié)合形成中性的氫原子,宇宙從此進(jìn)入沒有光芒的“黑暗年代”,直到大爆炸約1億年后第一批恒星誕生。

這項研究的搜尋目標(biāo)是一種特殊的射電信號——早期宇宙中氫原子的“21厘米譜線”。第一批恒星發(fā)出的光加熱宇宙中的氫氣,導(dǎo)致氫原子從宇宙微波背景輻射中吸收波長21厘米的光子,產(chǎn)生特殊的吸收譜線。研究人員說,由于地面和宇宙中大量其他射電信號的干擾,尋找這種信號就像“在颶風(fēng)中傾聽蜂鳥翅膀的振動”。

研究小組利用超高精度的射電波設(shè)備,在荒無人煙的沙漠中進(jìn)行探測,找到了一條很強(qiáng)的吸收譜線,與理論預(yù)測的氫原子21厘米譜線大致相同,應(yīng)該是幼年宇宙中第一批恒星加熱氫氣產(chǎn)生的。據(jù)推測,這些恒星大約誕生于宇宙大爆炸后1.8億年。

以色列特拉維夫大學(xué)研究人員在同一期雜志上發(fā)表論文說,新發(fā)現(xiàn)的譜線振幅比預(yù)期值大一個數(shù)量級,意味著早期宇宙中氣體的冷卻速度比原先認(rèn)為的要快,這可能是普通物質(zhì)與暗物質(zhì)相互作用導(dǎo)致的。從譜線特征中還能推演出暗物質(zhì)粒子的一些特征,這方面的觀測有可能成為探測暗物質(zhì)的一種手段。

編輯:曾珂

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