科技(ji)日报(bao)北京3月26日电 （记者张梦然）《自然》26日发表(biao)报(bao)告(gao)称，詹皇(si)·韦布空间望远镜（JWST）检测到已知最早的处于再电离过(guo)程中的星系。这项发现将宇宙再电离（早期宇宙发生(sheng)的重要转变）的发生(sheng)时间推至大爆炸后至少3.3亿年，并(bing)为人们了解(jie)最早星系的性质带来了新见解(jie)。
宇宙在极热的大爆炸后逐渐冷却，直至自由质子和电子结(jie)合为中性（无(wu)电荷）气体(ti)，其中大部分为氢和氦，这段时期被称为“宇宙黑暗时代”。第一批星系点亮了宇宙。尤其是，特定紫外波长的光(guang)子（即所谓莱曼连续区(qu)）被中性氢吸取，而较短波长的光(guang)子则会将气体(ti)再电离，使宇宙对莱曼光(guang)子变得(de)透明，并(bing)使之能(neng)穿透到地球，这被称为宇宙再电离，其发生(sheng)时间尚不确定。JWST的近期观察(cha)发现了在宇宙年龄(ling)不到3亿年时就产生(sheng)紫外辐射(she)的明亮星系，但缺(que)乏关于再电离的直接(jie)证据。
丹麦哥(ge)本哈根大学玻尔(er)研究所科学家报(bao)告(gao)称，JWST此次观测到宇宙大爆炸后仅3.3亿年，一个被命名为JADES-GS-z13-1-LA的星系就出现了再电离信号。这一明亮发射(she)源被认定为莱曼α发射(she)体(ti)，是中性氢从激发状态转变为基态的信号。这意味着这个星系产生(sheng)了足够的紫外光(guang)子来激发中性氢，而且在它与地球之间几乎没有中性氢，来重新吸取氢回到稳定、最低(di)能(neng)量状态时释放的莱曼α光(guang)子。
科学家指出，这一再电离的可能(neng)来源要么是大质量热恒星，要么是超大质量黑洞。他们总结(jie)称，这些发现有助于缩小宇宙再电离的开始(shi)和时间线范围。
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这项发现的重要性，在于它点明了宇宙从“黑暗时代”走向光(guang)明的关键转折点。在这一时期，第一批恒星和星系开始(shi)发光(guang)，正(zheng)是这些足以激发周围中性氢的紫外线，让宇宙介质由中性状态转变为电离状态。这个过(guo)程对于宇宙结(jie)构形成、光(guang)子传播以及后续星系形成的物理条件有着根本性的影响。不过(guo)，新发现也提(ti)出了新问题：这些早期星系为什么能(neng)在宇宙年龄(ling)不到3亿年时，就积累(lei)了足够的物质并(bing)形成了如(ru)此强烈的紫外辐射(she)？其答案是否会挑(tiao)战了大家现有的理论模型(xing)？天文学家们将用更精(jing)细的模拟和进一步的观测来进行深入(ru)探(tan)索。
来源：科技(ji)日报(bao)