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韦伯望远镜新发现:大爆炸3.3亿年后电离星系现身,宇宙早期演化添新章

   时间:2025-09-09 18:43:02 来源:ITBEAR编辑:快讯团队 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

天文学领域迎来一项突破性发现——詹姆斯·韦伯太空望远镜首次捕捉到宇宙大爆炸后仅3.3亿年的电离星系信号,这一观测结果将宇宙再电离过程的时间节点大幅前推,为人类理解早期宇宙演化提供了全新视角。

宇宙诞生后的黑暗时代长期笼罩着科学认知。大爆炸初期,高温环境使质子与电子以游离态存在,随着宇宙冷却,这些粒子结合形成中性氢气,宇宙进入持续数亿年的"黑暗时代"。直到第一批恒星与星系形成,其释放的极端紫外光子开始穿透中性氢云,通过莱曼连续区光子的电离作用,逐渐将宇宙介质从中性转化为电离状态,这个过程被称为宇宙再电离。

此次发现的星系编号为JADES-GS-z13-1-LA,其核心特征是检测到强烈的莱曼α发射线。这种特定波长的光谱信号表明,该星系产生的紫外光子不仅足以激发周围中性氢原子,更在传播至地球的漫长路径中未被显著吸收。研究团队推断,这需要星系内部存在极其剧烈的能量释放过程,可能源自超高温大质量恒星或超大质量黑洞的辐射活动。

传统理论认为,宇宙再电离主要发生在大爆炸后3亿至10亿年间。新发现的早期电离星系将这一进程的起始时间提前了数千万年,迫使科学家重新审视早期星系的形成机制。这些原始星系如何在宇宙年龄不足3亿年时,就聚集起足够物质并产生如此强大的紫外辐射?其背后的物理过程可能涉及尚未被认知的恒星形成模式或黑洞成长机制。

作为人类迄今最先进的空间望远镜,韦伯望远镜为此次突破立下汗马功劳。造价97亿美元的这台观测设备配备18片镀金主镜片,直径达6.5米,配合五层精密隔热罩使其工作温度维持在-223℃。与主要观测可见光的哈勃望远镜不同,韦伯专注于中红外波段,这种特殊设计使其能捕捉到更遥远、更微弱的早期宇宙信号。正是这种卓越的观测能力,让科学家得以穿透135亿光年的时空迷雾,捕捉到宇宙婴儿期的珍贵影像。

这项发现不仅改写了宇宙再电离的时间表,更引发了对宇宙结构形成的新思考。早期星系释放的紫外辐射如同宇宙演化的"开关",决定了后续星系如何诞生、物质如何聚集、光线如何传播等根本性问题。但新问题随之而来:这些原始星系如何在如此短暂的时间内完成物质积累?其内部的能量释放机制是否颠覆了现有恒星演化理论?这些谜题正等待着科学家通过后续观测来解答。

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