哈勃望远镜发现有助于解释宇宙大雾的古老星系

据外媒报道，美国宇航局的哈勃太空望远镜捕捉到了大爆炸后约14亿年形成的古老星系的紫外光。这一发现为早期宇宙如何从不透明变为透明提供了新的线索。

据NASA官方网站6月25日星期四报道，名为MXDFz4.4的星系包含紧密，非常热的年轻恒星。这些恒星发出电离光，即能够将中性氢气变成透明的高能光。

这些发现加强了早期星系参与清除以前充满宇宙的氢云的假设。这项研究的结果于6月23日发表在《天体物理学杂志》上。

MXDFz4.4 来自重离子时代末期，当时宇宙开始对光线变得更加清晰。在大爆炸后的第一个十亿年左右，星系间空间仍然充满了中性氢气，阻碍了高能光。这一变化过程预计将持续数亿年。

“以前观察这样的星系被认为是不可能的，”该研究的主要作者，太空望远镜科学研究所（STScI）的博士后研究员Ilias Goovaerts说，正如NASA网站上所报道的那样。

Goovaerts说，早期宇宙中的氢云被认为太厚，以至于来自MXDFz4.4等星系的电离光不会被看到。然而，哈勃成功捕捉到了光线，并有助于揭示星系的特征。

哈勃望远镜捕捉到的光线是在120多亿年前发射的。在前往地球的旅途中，宇宙的膨胀使它们的波长从紫外线转移到可见光。这种现象被称为红移或红移。

Marc Rafelski，该研究的合著者之一，也是STScI的哈勃任务副主任，他说天文学家已经发现了许多来自同一时期的星系。然而，他们从未探测过电离光子，即高能光粒子，来自这些星系。这使得MXDFz4.4成为一项重要发现。

哈勃望远镜的观测表明，光线来自几百万年前才形成的大质量年轻星团。尽管其面积比银河系小约100倍，但MXDFz4.4形成的恒星速度约为10倍。

“在狭窄的空间中，许多热量和质量大的年轻恒星更有效地穿透不透明的气体，”Goovaerts说。

研究小组估计，年轻恒星的电离光有50%到100%成功逃脱了星系周围的气体。大质量恒星的超新星爆发也被认为会形成一个巨大的裂缝，让更多的光线出来。

在NASA网站上发表的一份报告中，该结论得到了詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的近红外数据和欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜（VLT）的可见光数据的支持。

詹姆斯·韦伯的数据帮助科学家计算了星系的质量，研究了老恒星，并编制了MXDFz4.4中恒星形成的历史。而VLT数据则确定了该星系来自宇宙只有14亿年的历史。

在这一发现之前，天文学家刚刚确定了在宇宙年龄约16亿年时发射电离光的气体。其他一些例子来自宇宙在大爆炸后约20亿年的年龄。

根据Rafelski的说法，MXDFz4.4的观测使科学家能够更接近再电离时代测试他们的假设。在随后的时期发现类似的星系将有助于解释是什么让早期宇宙的雾最终消失。

三十年来，哈勃继续为天文学做出重要发现。这次，这架老望远镜再次表明，来自遥远的小星系的微弱光线可以帮助人类阅读宇宙历史的开篇。