科技日(ri)报北京(jing)3月26日(ri)电 （记者张梦然(ran)）《自然(ran)》26日(ri)发表报告称，詹皇·韦布空间望(wang)远(yuan)镜（JWST）检测到(dao)已知(zhi)最早(zao)的(de)处于再(zai)电离过程中的(de)星系。这项发现将宇(yu)宙再(zai)电离（早(zao)期宇(yu)宙发生的(de)重要转变）的(de)发生时间推至大爆炸后至少3.3亿年，并为人(ren)们了解最早(zao)星系的(de)性质带来了新见解。
宇(yu)宙在极热的(de)大爆炸后逐渐冷却(que)，直至自由质子和电子结合为中性（无电荷）气体，其中大部分为氢和氦(hai)，这段时期被称为“宇(yu)宙黑暗时代”。第(di)一批星系点亮了宇(yu)宙。尤其是，特定紫外波长(chang)的(de)光子（即所谓莱曼连续区）被中性氢吸取，而(er)较短波长(chang)的(de)光子则会将气体再(zai)电离，使宇(yu)宙对莱曼光子变得透明，并使之能穿透到(dao)地球，这被称为宇(yu)宙再(zai)电离，其发生时间尚不确定。JWST的(de)近期观察发现了在宇(yu)宙年龄不到(dao)3亿年时就产生紫外辐射的(de)明亮星系，但缺乏关于再(zai)电离的(de)直接(jie)证据(ju)。
丹麦哥本哈根(gen)大学玻尔研究所科学家报告称，JWST此次观测到(dao)宇(yu)宙大爆炸后仅3.3亿年，一个(ge)被命名为JADES-GS-z13-1-LA的(de)星系就出现了再(zai)电离信号。这一明亮发射源被认定为莱曼α发射体，是中性氢从激(ji)发状态转变为基态的(de)信号。这意味着这个(ge)星系产生了足够的(de)紫外光子来激(ji)发中性氢，而(er)且在它与地球之间几乎没有中性氢，来重新吸取氢回(hui)到(dao)稳定、最低能量状态时释放(fang)的(de)莱曼α光子。
科学家指(zhi)出，这一再(zai)电离的(de)可能来源要么是大质量热恒星，要么是超大质量黑洞。他们总结称，这些发现有助于缩小(xiao)宇(yu)宙再(zai)电离的(de)开始和时间线范围(wei)。
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这项发现的(de)重要性，在于它点明了宇(yu)宙从“黑暗时代”走(zou)向光明的(de)关键转折点。在这一时期，第(di)一批恒星和星系开始发光，正是这些足以激(ji)发周围(wei)中性氢的(de)紫外线，让宇(yu)宙介质由中性状态转变为电离状态。这个(ge)过程对于宇(yu)宙结构形成、光子传播以及后续星系形成的(de)物(wu)理条件有着根(gen)本性的(de)影响(xiang)。不过，新发现也提出了新问题(ti)：这些早(zao)期星系为什(shi)么能在宇(yu)宙年龄不到(dao)3亿年时，就积累(lei)了足够的(de)物(wu)质并形成了如此强烈的(de)紫外辐射？其答案是否会挑战了大家现有的(de)理论模型？天文学家们将用更精细(xi)的(de)模拟和进一步的(de)观测来进行深(shen)入探(tan)索。
来源：科技日(ri)报