­宇宙年夜爆炸後梗概30萬年，照亮進入了暗中時代。宇宙在那漫長的縷光日子裏，時間險些是從何凝集的，沒有恒星，而晚沒有星係，期星整個宇宙被中性氫所布滿。係樣­再次照亮宇宙的本揭第一縷光從何而來？宇宙何時最先變得敞亮？­資料圖：太空­中國科技年夜學王俊賢傳授和中科院上海天文台鄭振亞研究員及其互助者近日不雅測得到了一個宇宙晚期(年夜爆炸後約8億年，約為宇宙以後春秋6%時)的照亮星係樣本，並由此發明其時的宇宙宇宙中星際介質裏氫的電離比例約50%。正如平明之前的縷光暗中，在這個暗中時代末期，從何宇宙第一代恒星和星係最先造成，而晚它們收回的期星紫外光輻射電離了周圍的中性氫，使得整個宇宙最先一點點敞亮起來。係樣­近日，這一衝破性進展揭曉在國際一流天體物理期刊《天體物理快報》上。美國國度光學天文台本地時間7月11日，以“悠遠的星係揭開宇宙暗中時代末期的麵紗”為題專門撰文報道了此項研究衝破。­一個極具應戰性的問題­先來看一下宇宙的前世此生吧。­約莫138億年以前，咱們的宇宙造成於一次年夜爆炸，其時的溫度到達10億攝氏度以上。氫元素和氦元素，就是這個時辰孕育發生的。年夜爆炸確定了氫和氦元素各自的比例，氫元素梗概占全體數量的90%擺布(品質上占75%)。­想象一下，整個宇宙其時就是一鍋熱粥，氫元素處於電離狀況，阿誰時辰的宇宙是敞亮的。而跟著溫度降落，宇宙徐徐冷上去，已經處於電離狀況的氫元素釀成了中性氫元素，它可以接收宇宙中的紫外光，從而束厄局促住這些光子，使其無奈自若達到遠方。宇宙年夜爆炸後梗概30萬年，整個宇宙墮入了一片暗中之中。­然而，在這宇宙的暗中期間，在引力作用下，宇宙的布局最先慢慢造成：氫元素造成了第一代恒星和星係，第一代恒星的品質可能很是年夜，相稱於幾百個太陽。這些恒星聚變時孕育發生了年夜量的紫外光子，孕育發生了很多像氣泡一樣的電離泡。跟著電離作用加速，在某個非凡階段，整個宇宙的星際介質再次釀成電離情況，從而竣事了宇宙的暗中時代。­這個曆程被稱之為“再電離”。雖然天文學家曉得其發生於宇宙年夜爆炸後約莫3億年至10億年之間，宇宙第一代星係在此中起到了顯著述用，但確定再電離的過細曆程以及第一代星係何時造成始終是天體物理前沿一個極具應戰性的問題。­宇宙8億年，“年夜霧”最先消失­假定宇宙年夜爆炸時的一個光子，在歲月的長河中，始終不斷歇地奔跑著，迷信家們假如可以或許解讀出它所攜帶的信息，就能窺見宇宙晚期的樣子。咱們此刻可以看到的宇宙，最遠的旌旗燈號是來自宇宙微波配景輻射。二十世紀六十年月初，美國兩位迷信家為革新衛星通信，成立了高敏捷度的軍號式吸收天線體係。為了升高樂音，他們甚至斷根了天線上的鳥糞，但依然有消弭不失的配景噪聲。這恰是宇宙微波配景輻射形成的，這一發明為他們博得了1978年諾貝爾物理學獎。­隻管宇宙微波配景輻射是研究宇宙再電離期間的一種主要要領，但這種要領有局限，一般會聯合宇宙晚期星係的研究，如對阿誰非凡時段的類星體、伽馬爆和恒星造成星係的研究，來得到再電離的演變汗青。然而宇宙晚期類星體的數量很是少，而晚期宇宙伽馬爆又很難捕獲到，故而晚期宇宙的恒星造成星係此刻是研究宇宙再電離的熱門。這些宇宙晚期天體所輻射的萊曼阿爾法光子，始終是迷信家們探測宇宙再電離的要害手腕，由於這一發射線光子會被宇宙間彌散的中性氫原子散射。假如說宇宙全體的中性氫情況就像一場年夜霧，這些晚期宇宙中的萊曼阿爾法星係就像年夜霧中的車燈，被遮擋得有些恍惚。一旦周圍情況最先電離，年夜霧會徐徐變弱，比及氫元素完全電離，年夜霧也就消散了。­“宇宙再電離期間的萊曼阿爾法星係”(英文縮寫LAGER)，是中國迷信技能年夜學王俊賢傳授倡議構造的一個國際研究名目，由中國、美國和智利三國天文學家到場，中科院率後行動“百人規劃”青年俊才候選人、上海天文台鄭振亞研究員是該名目的配合構造者。­宇宙春秋8億年處是宇宙再電離研究的最前沿，因為不雅測上的應戰，國際上對這一宇宙春秋及更悠遠的萊曼阿爾法星係的近似征采事情，在已往10年間進展十分遲緩。LAGER在第一個方針天區探測到了宇宙春秋在8億年處的23例萊曼阿爾法發射線星係。這批樣本也是該宇宙春秋處得到的最年夜星係樣本。闡發發明，萊曼阿爾法星係的數量在宇宙春秋10億年處梗概是宇宙春秋8億年處的4倍。“這注解宇宙再電離的曆程始於更晚期，在宇宙春秋8億年處仍舊未實現，梗概處於一半電離一半電中性的狀況，而且長短勻稱的。”論文第一作者鄭振亞研究員說。­這個成果象征著，宇宙在它以後春秋不到6%處，這場“年夜霧”曾經最先消失(50%電離)；很年夜比例的晚期宇宙第一代星係則造成於宇宙春秋8億年之前。記者黃海華