北京時(shí)間9月6日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，南極望遠(yuǎn)鏡最近數(shù)據(jù)顯示，宇宙中最早的大型星系的誕生過(guò)程是一種爆炸事件，爆炸所發(fā)出的光線照亮了早期的宇宙。科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，這種爆炸事件比猜想中的爆炸過(guò)程要快得多。

　　美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校伯克利宇宙物理學(xué)中心科學(xué)家?jiàn)W利弗-扎恩等人對(duì)南極望遠(yuǎn)鏡的最新數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析研究，研究結(jié)果表明，在大約130億年前，當(dāng)時(shí)宇宙年齡大約為7.5億歲時(shí)，大型星系在形成過(guò)程中顯得極為明亮、活躍，爆炸發(fā)出的明亮光線完全照亮了宇宙。

　　南極望遠(yuǎn)鏡的最新數(shù)據(jù)進(jìn)一步精確限定了宇宙“再電離時(shí)期”的范圍，即宇宙最初星系形成的時(shí)期。大多數(shù)天文學(xué)家認(rèn)為，早期恒星產(chǎn)生于大型氣體云中，從而形成了最早的星系。由這些恒星發(fā)出的高能光線將星系周?chē)蛢?nèi)部的氫氣電離，形成了直徑長(zhǎng)達(dá)數(shù)百萬(wàn)光年的“電離化氣泡”，在宇宙微波背景輻射中留下了持久的痕跡。這種早期宇宙遺留下來(lái)的光線，至今仍然在天空中隨處可見(jiàn)。美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校物理學(xué)家、伯克利宇宙物理學(xué)中心創(chuàng)始人喬治-斯莫特?fù)?jù)此繪制宇宙微波背景輻射圖，并因此榮獲諾貝爾獎(jiǎng)。

　　扎恩介紹說(shuō)，“我們發(fā)現(xiàn)，再電離時(shí)期持續(xù)時(shí)間不超過(guò)5億年，起始時(shí)間應(yīng)該在宇宙至少2.5億歲時(shí)。在這次測(cè)量前，科學(xué)家們認(rèn)為再電離時(shí)期持續(xù)7.5億年甚至更長(zhǎng)時(shí)間，而且沒(méi)有任何證據(jù)證明再電離時(shí)期究竟從何時(shí)開(kāi)始。”

　　第一次電離時(shí)期發(fā)生于宇宙大爆炸時(shí)。當(dāng)時(shí)，宇宙中任何事物都是熾熱的，所有氣體(主要是氫氣)因此被電離化。當(dāng)宇宙大約40萬(wàn)歲時(shí)，開(kāi)始冷卻到足以形成中性氫原子。芝加哥大學(xué)科學(xué)家約翰-卡爾斯特羅姆認(rèn)為，“研究再電離時(shí)期非常重要，因它是研究早期恒星和星系少有的幾種途徑之一。我們或許無(wú)法確切知道這些恒星究竟是何時(shí)形成的或再電離過(guò)程是何時(shí)發(fā)生的，但是理解這些現(xiàn)象是非常必要的，因?yàn)檫@對(duì)后來(lái)宇宙結(jié)構(gòu)的形成產(chǎn)生了重要的影響。”

　　再電離時(shí)期持續(xù)時(shí)間很短，這表明擁有數(shù)十億顆恒星的大型星系在再電離過(guò)程中扮演著重要角色，因?yàn)橄鄬?duì)小型的星系可能形成得更早。扎恩、卡爾斯特羅姆以及伯克利宇宙物理學(xué)中心同事克里斯蒂安-雷查德特等人的聯(lián)合研究成果發(fā)表于9月1日出版的《天體物理學(xué)》雜志上。

　　南極望遠(yuǎn)鏡

　　扎恩等人的研究成果是根據(jù)南極望遠(yuǎn)鏡的最新數(shù)據(jù)分析而得。南極望遠(yuǎn)鏡以三個(gè)頻率進(jìn)行探測(cè)，并將探測(cè)范圍擴(kuò)大到覆蓋天空2%面積的區(qū)域。扎恩等人將南極望遠(yuǎn)鏡的最新數(shù)據(jù)與“威爾金森微波各向異性探測(cè)器”早期的探測(cè)數(shù)據(jù)相結(jié)合進(jìn)行分析和研究，從而進(jìn)一步精確推斷了再電離時(shí)期的開(kāi)始時(shí)間和持續(xù)時(shí)間。

　　扎恩介紹說(shuō)，“我們的數(shù)據(jù)主要告訴你再電離時(shí)期的持續(xù)長(zhǎng)短，而威爾金森微波各向異性探測(cè)器的數(shù)據(jù)主要告訴你再電離時(shí)間究竟何時(shí)開(kāi)始。因此，兩者相結(jié)合，就能夠發(fā)現(xiàn)再離化的過(guò)程。扎恩認(rèn)為，天文學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)一直無(wú)法確定利用宇宙微波背景輻射是否能夠確定再電離時(shí)期的范圍，因?yàn)樗麄儫o(wú)法確定恒星究竟是如何形成的。但是在過(guò)去十年中，包括扎恩團(tuán)隊(duì)在內(nèi)的各種研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明了多種模型來(lái)模擬這一過(guò)程，扎恩就是利用這種模型進(jìn)一步限定了再電離時(shí)期起止時(shí)間范圍。

　　扎恩表示，“在過(guò)去對(duì)再電離時(shí)期的研究過(guò)程中，人們主要關(guān)注的是遙遠(yuǎn)類(lèi)星體和星系的光譜。現(xiàn)在，宇宙微波背景為這一領(lǐng)域提供了很有價(jià)值的研究素材。”雷查德特介紹說(shuō)，目前最新的研究成果只是根據(jù)南極望遠(yuǎn)鏡三分之一的觀測(cè)數(shù)據(jù)分析而來(lái)。科學(xué)家們接下來(lái)還要結(jié)合赫歇爾衛(wèi)星繪制的數(shù)據(jù)圖來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)再電離信號(hào)的敏感度。75英尺(約合22.86米)高的南極望遠(yuǎn)鏡位于阿蒙森-斯科特南極站中，主要是用來(lái)探測(cè)宇宙微波背景中的再電離信號(hào)，并幫助天文學(xué)家測(cè)量部分電離化階段。(新華網(wǎng))