UDFy -38135539星系

UDFy -38135539星系

UDFy-38135539星系發出的光需要131億年才能抵達地球,每秒穿行距離為18.6萬英里(約合30萬公里)。發出光線時,當時的宇宙只有6億歲。

發現

據國外媒體報導,天文學家發現了宇宙中最古老並且最為遙遠的天體——一個距離地球異常遙遠的星系,也是人類迄今所看見的年代最久遠星系。天文學家把這個星系命名為“UDFy-38135539”, 從這個星系發出的光需要131億年時間才能抵達地球。藉助於歐洲南方天文台位於智利的甚大望遠鏡,天文學家證實這個星系是迄今為止觀測到的最為遙遠的恆星、氣體和塵埃團。

這項研究報告於前天發表在英國期刊《自然》雜誌上,天文學家是運用歐洲設計的超大望遠鏡,在智利阿塔卡馬(Atacama)沙漠,測量該星系的“紅移”(redshift)。

光線來源愈遙遠,波長愈長,換句話說,距離觀察者越遠的光線,似乎是偏向光譜的紅色部分,研究人員發現這“紅移”量為8.6,是至今通過光譜學所能觀察的最遠星體。 法國天文學家內蘇瓦巴說:“這是我們首次確切地知道,看到了宇宙早期布滿原生霧裡穿透出來的星光。”

根據“大爆炸”理論,宇宙大約137億年前在在超熱的閃光中誕生並開始擴散。稍微降溫後,電子和質子形成氫,幾億年來一直布滿整個宇宙,這個宇宙“黑暗時期”根本沒有星球。

簡介

這個星系距離地球非常遙遠,科學家對其觀測時,它所處的宇宙正值幼年時期,年齡在6億歲左右或者說當前年齡的4%。巴黎空間天體物理學研究所的尼科爾·尼斯瓦德巴博士表示:“發現迄今為止最為遙遠的星系本身就是一件令人非常興奮的事情,這一發現對天體物理學家研究具有非常重要的意義。這是我們第一次確切地知道,自己正在觀測一個消除了霧影響的星系。這種霧充斥著非常早期的宇宙。”

每當天文學家將目光聚焦遙遠星系,就等於他們將自己帶到過去。光從附近恆星抵達地球需要幾年時間,從遙遠星系發出的光則需要在宇宙中穿行數十億年,才能抵達地球。這個星系被命名為“UDFy-38135539”,是哈勃太空望遠鏡於2009年發現的。藉助於位於南半球的甚大望遠鏡,歐洲天文學研究組織證實了這個星系的年齡。由於距離非常遙遠,來自該星系的光線穿透氫原子形成的原生“霧”,以每秒30萬公里的速度向外擴散,得要131億年才抵達地球,也就是說現在觀察的光是100多億年前發出的,還是處於形成的起步階段,距離宇宙誕生的時間大約是6億年。

研究

研究遙遠星系面臨較大難度。在其所擁有的數百萬顆恆星發出的光抵達地球時,星系看上去很小很暗淡。由於波長因宇宙的膨脹被拉長——這種現象被稱之為“紅移”——絕大多數暗淡的光線處於紅外光譜。除此之外,在這個星系所處的時代,宇宙並不是完全透明,充斥著氫霧,進一步增加了觀測難度。歐洲研究小組對UDFy-38135539進行了16個小時的觀測,而後對觀測結果進行為期兩個月的分析,分析結果刊登在雜誌上。

巴黎天文台的馬特·列納爾特博士說:“藉助於ESO(歐洲南方天文台)的甚大望遠鏡,我們證實此前使用‘哈勃’發現的一個星系是迄今為止在宇宙中觀測到的最為遙遠的天體。功率強大的甚大望遠鏡允許我們測量這個暗淡星系與地球之間的距離。我們發現,在對它進行觀察時,當時的宇宙還不到6億歲。”

研究報告合著者、杜倫大學的馬克·斯文班克博士表示,這個古老星系發出的光不夠強烈,無法清除氫霧的影響。他說:“UDFy-38135539的附近一定存在其他星系,亮度可能比它低,質量也沒有它大。在它們的幫助下,UDFy-38135539周圍的太空才變成透明態。如果沒有其他星系所發出光線的額外幫助,不管這個星系亮度有多高,都將陷入周圍的氫霧中,讓我們無法觀測到它的存在。”

宇宙是大約137億年前發生的大爆炸形成的。大約3億年之後,恆星和星系開始形成。太陽形成於大約50億年前,地球上第一次出現生命大約是在37億年前。斯文班克說:“在兩年前的一次維護過程中,太空人為‘哈勃’安裝了更為強大的照相機,能夠拍攝宇宙更深處的照片。科學界獲取了‘哈勃’得到的數據並第一次確定UDFy-38135539的暗淡程度。但這需要得到證實,在16個小時的觀測之後,我們做了這項工作。”

斯文班克稱:“當你深入研究‘恆星考古學’的時候,你會發現銀河系出現的第一批恆星中有些的年齡在100億歲至130億歲之間。其他遙遠星系能夠告訴我們銀河系如何開始以及我們最終如何出現。我們的太陽只有50億年歷史,我們很想知道太陽是如何形成的。”

在大爆炸後不久,宇宙還是一個寒冷而不透明的所在,這個昏暗的時代被形象地稱之為“黑暗時代”。幾億年後,第一代恆星和星系產生的強紫外線逐漸消除宇宙中的氫霧。此時,“黑暗時代”已經走到盡頭,隨後進入所謂的“宇宙復興”時代。

天文學家試圖了解黑暗時代何時以及如何結束。為了做到這一點,他們需要觀測最為遙遠的天體。這是一種挑戰,只有藉助於地球上最大的望遠鏡以及極為謹慎的觀測策略才能奏效。對於此次的發現,一個令人吃驚的地方就是UDFy-38135539發出的光似乎還沒有達到強烈到足以清除氫霧的程度。斯文班克指出,一定有其他星系存在於UDFy-38135539附近,它們的亮度可能比它低,質量也沒有它大。在它們的幫助下,UDFy-38135539周圍的太空才得以變得透明。如果沒有其他星系光線的額外幫助,不管UDFy-38135539亮度有多高,都將陷入周圍的氫霧之中,以至於我們無法探測到它的存在。

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