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天文學(xué)家在第一顆星星發(fā)光時進(jìn)行計算

發(fā)布時間： 2021/6/25

　　天文學(xué)家已經(jīng)計算出第一顆恒星何時開始發(fā)光。
　　他們說這段被稱為“宇宙黎明”的時期發(fā)生在大爆炸后的 250 至 3.5 億年之間。
　　結(jié)果表明，第一批星系的亮度足以被美國宇航局的詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡觀測到，該望遠(yuǎn)鏡定于今年晚些時候發(fā)射。
　　　

　　該研究發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月刊》上。
　　探索宇宙黎明何時開始是英國倫敦大學(xué)學(xué)院的 Richard Ellis 教授畢生的工作。
　　他告訴 BBC 新聞：“圣杯一直在回望足夠遠(yuǎn)，你將能夠看到第一代恒星和星系。現(xiàn)在我們有了第一個令人信服的證據(jù)，證明宇宙第一次沐浴在星光中。 ”
　　該團(tuán)隊分析了六個最遙遠(yuǎn)的星系。它們是如此遙遠(yuǎn)，以至于即使使用世界上最強大的望遠(yuǎn)鏡，它們在計算機屏幕上也只是幾個像素。
　　它們也是最早出現(xiàn)在宇宙中的，因此，當(dāng)?shù)厍蛏系耐h(yuǎn)鏡捕捉到它們的圖像時，它們在大爆炸后不久就被看到了。
　　通過計算出它們的年齡，該團(tuán)隊計算了宇宙黎明的開始——第一批恒星形成的時間。來自劍橋卡夫利天文研究所的 Nicolas Laporte 博士領(lǐng)導(dǎo)了這項分析。
　　“這是現(xiàn)代宇宙學(xué)中最大的問題之一。這是我們第一次能夠通過觀察預(yù)測宇宙歷史上這一關(guān)鍵時刻何時發(fā)生。”
　　Laporte 博士說，獲得結(jié)果是夢想成真。
　　“想到光粒子已經(jīng)在太空中穿行了 130 億多年，然后進(jìn)入了望遠(yuǎn)鏡，這真是太棒了。成為天體物理學(xué)家的美妙之處在于能夠穿越時空并見證遙遠(yuǎn)的過去，”他解釋道。
　　宇宙在 138 億年前的大爆炸中誕生。在最初的閃光之后，它經(jīng)歷了一個被稱為宇宙黑暗時代的時期。根據(jù)這項新研究，大爆炸后 250 至 3.5 億年，第一批恒星出現(xiàn)，為宇宙帶來光明。
　　至關(guān)重要的是，新的分析還表明，第一批星系足夠亮，并且在詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（著名的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的繼任者）可以看到的范圍內(nèi)。天文學(xué)家或許能夠直接見證宇宙演化的這一關(guān)鍵時刻。
　　蘇格蘭皇家天文學(xué)家凱瑟琳·海曼斯教授表示，她對這一前景感到“非常興奮”。
　　她告訴 BBC 新聞：“作為人類，作為 pPanet 地球上的一個小文明，我們可以制造一個可以發(fā)射到太空的望遠(yuǎn)鏡，我們可以回望宇宙，因為它只是一個大爆炸后幾億年！”
　　許多最初的恒星與我們自己的太陽完全不同。它們質(zhì)量更大，只燃燒氫氣。但是這些天體創(chuàng)造了下一代恒星，從而導(dǎo)致形成更重的元素周期表元素。
　　除了氫、氦和鋰之外，所有的東西都是在恒星生命盡頭爆炸時產(chǎn)生的。
　　因此，我們最終是由誕生于接近宇宙黎明的恒星組成的。
　　“因為我們自己是恒星演化的產(chǎn)物，我們正在回顧我們自己的起源，”埃利斯教授說。
　　研究人員使用哈勃望遠(yuǎn)鏡和斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡分析了來自星系的星光。他們通過檢查恒星大氣中氫原子的比例來估計星系的年齡。恒星越老，氫原子的比例就越大。
　　看到它。它是如此遙遠(yuǎn)，即使通過世界上最強大的望遠(yuǎn)鏡看到，它也顯得像素化
然后該團(tuán)隊計算了星系的距離。因為來自這些星系的光到達(dá)我們這里需要時間，它們離我們越遠(yuǎn)，天文學(xué)家觀察它們的時間就越早。
　　由于該團(tuán)隊研究的六個星系處于望遠(yuǎn)鏡可以觀察到的物體的極限，它們也是已知最早的星系之一。
　　該團(tuán)隊需要 70 小時的觀測時間，使用四個最大的地面望遠(yuǎn)鏡來估計它們的距離。這些是阿塔卡馬大型毫米波陣列 (Alma)、甚大望遠(yuǎn)鏡 (VLT) 和雙子座南望遠(yuǎn)鏡——均位于智利——以及夏威夷的雙凱克望遠(yuǎn)鏡。
　　這些測量使團(tuán)隊能夠確認(rèn)他們在宇宙 5.5 億年前觀察到這些星系。了解星系的年齡以及它們何時存在使團(tuán)隊能夠計算出第一批恒星的誕生時間。英國的外國旅游“紅綠燈”名單即將公布
　　僅使用單個星系進(jìn)行了類似的估計，但這是第一個基于具有代表性的星系群的有意義的估計。

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