奇特原子终结宇宙“黑暗时代”:第一个星系形成时刻

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  北京时间12月12日消息,据国外媒体报道,宇宙还会在数亿年的时间里一片黑暗,而有五种原子肯能就说 开启一点被遗忘时代的钥匙。

  还会还会,在第一颗恒星形成还会的几百万年里,整个宇宙一片黑暗。这段宇宙“黑暗时代”从大爆炸后约10万年刚现在结束了了,持续了数亿年,标志着最近一次真正的真空;宇宙中都没人 行星,都没人 恒星,都没人 星系也都没人 生命,只能一团由大爆炸形成的氢原子组成的雾,在无尽的黑暗中飘荡。

  今天,世界各地的望远镜都有试图一窥哪些地方地方原始的氢(被称为中性氢原子),以选则黑暗时代最终刚现在结束了了,以及第三个 星系形成的时刻。实在哪些地方地方古老的原子非常难以捉摸,但在澳大利亚内陆进行观测的一组研究人员肯能肯能十分接近找到它们。

  根据发表在预印本数据库arXiv上的一项新研究,天文学家使用默奇森广域阵列(Murchison Widefield Array,简称MWA)射电望远镜深入观察宇宙的过去,搜寻中性氢的标志性波长。遗憾的是,研究人员都没人 找到你会找的东西,但利用望远镜阵列最近更新的设置,研究小组选则了中性氢信号下行时延 的最低限度。

  肯能中性氢信号比我们我们我们 我们我们我们 在论文中设定的极限更强,那望远镜就会探测到它们。这意味着着寻找哪些地方地方古老分子的工作仍在继续,而研究人员现在知道,中性氢的痕迹实在比预期的更加模糊。

  第三个 原子

  贯穿早期宇宙的能量是都没人 之强,以至于每个原子的电子都被夺走,从而获得三个 正电荷。第三个 原子是带正电荷的氢离子。在数十万年的时间里,宇宙冷却并膨胀到足以让哪些地方地方氢离子重新获得电子,再次变成中性。哪些地方地方中性的氢原子被认为是宇宙黑暗时代的主要特征。最终,当足够多的原子聚集在一并,形成第一批恒星时,哪些地方地方原子又会被哪些地方地方恒星的辐射能量重新电离。

  科学家肯能知道,中性氢发出的辐射波长为21厘米。然而,随着宇宙在过去的120亿年里不断膨胀,哪些地方地方波长也被拉长了。据这项新研究的作者估计,中性氢的波长肯能延伸到至少2米,而我们我们我们 我们我们我们 正是利用WMA望远镜在天空中搜索一点信号。

  现象报告 是,有一点光源(包括人造的和火山岩石石的)都以相同的波长辐射。所哪些地方地方地方一点光源都比我们我们我们 我们我们我们 试图探测的信号强统统个数量级,即使是从一架恰好经过望远镜后面 的飞机反射回来的调频无线电信号,也足以污染数据。

  但会 ,研究人员写了一组方程,以在观察结果中识别并去除哪些地方地方干扰。在拍摄了180多张天空的无线电波快照后,研究人员选则,我们我们我们 我们我们我们 发现的每三个 2米波长的痕迹信号都来自于中性氢以外的一点来源。

  实在最重要的中性氢原子信号仍未被发现,但这项新研究成功缩小了未来寻找中性氢的范围。研究人员称,哪些地方地方结果有力地表明,MWA望远镜的观测正引导我们我们我们 我们我们我们 沿着正确的道路寻找中性氢。随着进一步的研究,宇宙黑暗时代的最后遗迹肯能变慢就会被发现。

  哪些地方是宇宙的“黑暗时期”?

  宇宙演化历史中的“黑暗时期”指的是大爆炸刚现在结束了了时的等离子体复合到第一代恒星刚现在结束了了形成的使其。此前的宇宙中充满高能量的光子,意味着着宇宙中的普通物质(主就说 氢和氦)存在电离情况报告。大爆炸后约10万年时,随着宇宙膨胀,哪些地方地方光子的能量不足英文以再电离氢和氦,于是自由电子与氢、氦原子构成中性原子。随着自由电子消失,光子都只能自由传播,不再存在散射,从而使宇宙变得透明。哪些地方地方光子最终红移至微波波段,形成今天我们我们我们 我们我们我们 所观测到的宇宙微波背景辐射。此时的宇宙十分均匀,都没人 恒星,除了氢、氦和大量在大爆炸核合成时期产生的轻核如氘、氦-3、锂之外也都没人 一点元素,但会 被称为黑暗时期。

  目前,现有的天文观测都只能看到黑暗时期还会的宇宙,即宇宙微波背景辐射;也也能看到黑暗时期还会的宇宙,包括恒星、星系、类星体等,但仍然无法观测到黑暗时期的宇宙。了解并观测这段时期存在的物理过程是天文学中非常重要的科学现象报告 。