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一个被“吹爆”的星系,意外解开宇宙的再电离之谜

2021-04-30 19:01 前瞻网   

 

一个被“吹爆”的星系,意外解开宇宙的再电离之谜

Pox 186星系。图源:Podevin, J.f., 2006

在数十亿年前的大爆炸之后,初始形成的宇宙处于电离状态。这意味着电子和质子在整个空间中自由浮动。随着宇宙膨胀并开始冷却,当质子和电子结合成原子时,它变成了中性状态,类似于水蒸气凝结成云。

但是现在,科学家已经观察到宇宙又回到了电离状态。天文学的一项主要工作就是弄清楚这是怎么发生的。天文学家认为,电离的能量一定来自星系本身。但是,由于其中的氢云吸收了光,所以足够高的能量光很难逃脱星系,就像地球大气层中的云在阴天吸收太阳光一样。

明尼苏达大学天体物理学家领导的一项新研究表明,来自小星系的高能光可能在宇宙的早期演化中发挥了关键作用。该研究揭示了有关宇宙如何被重新电离的过程。这是天文学家多年来一直试图解决的问题。这项研究发表在《天体物理学杂志》上。

研究人员使用双子座望远镜的数据,观察到有史以来第一个处于“吹散”状态的星系,这意味着氢云被去除了,从而使高能光得以逸出。科学家怀疑这种爆炸是由许多超新星或垂死的恒星在短时间内爆炸引起的。

该论文的主要作者内森·埃格森(Nathan Eggen)解释说:“恒星的形成相当于吹气球的过程。但是,如果恒星形成的强度更大,那么气球表面会产生破裂或孔洞,从而释放出一些能量。在这个星系的情况下,恒星形成的结构是如此强大,以至于‘气球’被撕成碎片,完全被吹爆了。”

这个名为Pox 186的星系非常小,小到可以装进银河系中。研究人员怀疑,它的紧凑尺寸,加上大量的恒星(相当于太阳质量的十万倍),导致了最终的爆炸。

这些发现进一步证实了小星系主要负责宇宙的再电离的观点,并使人们对宇宙如何成为今天的样子有了更深入的了解。

Eggen说:“在科学中,有很多情况是你理论上认为某些东西应该是这样的,而实际上你并没有发现它。” “因此,获得这种事情可能发生的观察确认,真的很重要。如果这一种情况是可能的,那么就意味着还有其他的星系在过去也存在着吹离状态。了解这种吹散的后果可以直接了解类似的吹散在再电离过程中会产生的影响。”

 

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责任编辑: 4126TJ

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