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哈勃新发现：第一批星系的形成时间比预期更早

来源：爱乐趣网时间：2020年07月06日 15:32

原标题：哈勃新发现：第一批星系的形成时间比预期更早

宇宙早期的想象图（图源：NASA）

满博成 供稿

2020年6月4日，美国宇航局和欧洲航天局发布了一组通过哈勃太空望远镜观测到的最新数据，数据表明宇宙中第一批恒星和星系的形成时间早于先前的设想。欧洲的一个天文学家团队称，目前还没有发现第一代恒星的证据，被观测到的是第三代恒星，可以追溯到宇宙形成早期只有5亿岁的时候。

宇宙形成于大约138亿年前，现在主流的宇宙起源假说是奇点的爆炸。因此，宇宙初期形成的星系的探索对于现代天文学来说至关重要，它可以找到宇宙起源最直接的证据。由于这些星系距离我们过于遥远，哈勃等一系列天文望远镜成了科学研究的唯一手段。

哈勃空间望远镜

1990年4月24日，哈勃被美国宇航局肯尼迪航天中心搭载在了发现号航天飞机上。一天后，这架望远镜与5名宇航员被送入地球轨道。从此，人类用哈勃望远镜看到了人类文明之外的崭新世界——宇宙。

哈勃空间望远镜（图源：NASA）

因为不受地球大气层对于光的影响，这个太空望远镜在对紫外线到近红外光的观测中，以前所未有的清晰度揭示了宇宙。

哈勃的主要成就包括：测量宇宙的膨胀和加速速度；发现黑洞在星系中是常见的；描述其他恒星周围行星的大气层；监测太阳系内行星的天气变化；回顾整个宇宙97%的时间，并记录恒星和星系的诞生和演化。

哈勃图像里的麦哲伦星云中巨大的红色星云(Ngc，2014)及其较小的蓝色邻居(Ngc 2020)，nasa为纪念哈勃三十

迄今为止，哈勃望远镜已经产生了140万个观测数据，并提供了供世界各地天文学家用来撰写超过17000份同行评议的科学出版物的数据，它的档案数据为天文学研究提供了基础数据。

哈勃发现的早期宇宙遗迹

欧洲航天局Rachana Bhatawdekar领导的欧洲研究小组主要负责研究早期宇宙中的第一代恒星，这些恒星被称为第三星族恒星，是从大爆炸产生的原始物质中形成的。

第三星族的恒星必须完全由氢、氦和锂组成，在这些恒星的核心过程结束之前，不会产生较重的元素（如氧、氮、碳和铁），也不会出现元素周期表中更靠后的元素。

太阳是第三代恒星，最直接的证据就是遍布太阳系的比铁在元素周期表更靠后的重元素（比如金）。这些元素们几乎不可能被核聚变合成，往往产生在超新星爆炸前的引力坍缩。天文学家就是以太阳系中重元素的含量，计算出了太阳出现之前还发生过两次爆炸。

Bhatawdekar和她的团队通过哈勃太空望远镜的平行场研究Macs J 0416星系团，探索从大爆炸后的大约5亿到10亿年的早期宇宙。“我们没有在这个宇宙时间间隔内发现第一代恒星的证据”，Bhatawdekar在谈到新结果时说。

来自美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜的图片显示了星系团MacsJ 0416。这是哈勃前沿场计划正在研究的六个星系团之一，

这一结果是利用哈勃太空望远镜的广域相机和高级相机进行测量得出的，作为哈勃前沿场计划的一部分，这个项目（在2012至2017年期间观测了6个遥远的星系团）产生了迄今为止对星系团及其后面星系最彻底的观测。

哈勃太空望远镜拍摄的类星体及其主星系围绕前景大质量星系中心核心的扭曲图像。类星体是由活跃的黑洞产生的极遥远的宇宙路灯，也

Bhatawdekar和她的团队开发了一种新技术，可以把构成引力透镜的明亮前景星系中的光线影响去除掉。这使得他们能够发现比以前观测到的质量更低的星系，这些星系形成时距离宇宙诞生不到10亿年的时间。通过引力透镜效应放大了这些星系团，揭示出了比以往任何观测到的星系都暗10至100倍的星系。

在宇宙形成时间上，许多低质量星系的识别支持一种说法：这些星系是宇宙再电离时最有可能的源头。早期宇宙的这段再电离期是中性星际物质被第一批恒星和星系电离的时期。

Bhatawdekar说：“这些结果具有深远的天体物理意义，它们表明星系的形成一定比我们想象的要早得多。”这有力支持了早期宇宙中的低质量/微弱星系负责再电离的观点。

这些结果表明，恒星和星系的最早形成比哈勃太空望远镜所能探测到的要早得多，也为即将发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜留下了需要进一步研究的领域——宇宙中最早的星系。

参考文献：

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/hubble-makes-surprising-find-in-early-universe

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