——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
中國(guó)科技大學(xué)教授王俊賢和中科院上海天文臺(tái)研究員鄭振亞及其合作者在宇宙再電離研究領(lǐng)域獲突破性進(jìn)展,他們觀測(cè)獲得了一個(gè)宇宙早期(大爆炸后約8億年)的星系樣本,并由此發(fā)現(xiàn)在該宇宙年齡處,宇宙星系際彌散介質(zhì)中氫的電離比例約為50%。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《天體物理學(xué)快報(bào)》。
宇宙大爆炸之后約30萬(wàn)年,宇宙中沒(méi)有恒星、沒(méi)有星系,充滿(mǎn)了中性氫。這段整個(gè)宇宙的整體相變過(guò)程被稱(chēng)之為再電離,但如何確定再電離的細(xì)致過(guò)程以及第一代星系何時(shí)形成依然是天體物理前沿一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。
“宇宙再電離時(shí)期的萊曼阿爾法星系”(LAGER),是中國(guó)科技大學(xué)王俊賢發(fā)起組織的一個(gè)由中國(guó)、美國(guó)、智利三國(guó)天文學(xué)家參加的研究項(xiàng)目,鄭振亞是該項(xiàng)目的共同組織者。據(jù)介紹,該項(xiàng)目使用智利CTIO天文臺(tái)4米口徑望遠(yuǎn)鏡上的超大視場(chǎng)暗能量相機(jī),通過(guò)專(zhuān)門(mén)定制的窄帶濾波片,系統(tǒng)搜尋宇宙黑暗時(shí)代萊曼阿爾法發(fā)射線(xiàn)星系 (紅移~7.0)。
論文第一作者鄭振亞解釋說(shuō),宇宙年齡8億年處是宇宙再電離研究的最前沿,由于觀測(cè)上的挑戰(zhàn),國(guó)際上對(duì)紅移7.0及更遙遠(yuǎn)的萊曼阿爾法星系的類(lèi)似搜尋工作,在過(guò)去10年間進(jìn)展十分緩慢。LAGER在第一個(gè)目標(biāo)天區(qū)(計(jì)劃4個(gè))即探測(cè)到了宇宙年齡在8億年處的23例萊曼阿爾法發(fā)射線(xiàn)星系。這批樣本也是該紅移處最大的星系樣本。分析發(fā)現(xiàn),萊曼阿爾法星系的數(shù)目在宇宙年齡10億年處(紅移5.7)約為宇宙年齡8億年處的4倍。這表明宇宙再電離的過(guò)程始于更早期,在宇宙年齡8億年處仍然未完成,大概處于一半電離一半電中性的狀態(tài),并且是非均勻的。宇宙年齡8億年處星系數(shù)目的降低來(lái)自于中性氫對(duì)星系萊曼阿爾法發(fā)射線(xiàn)輻射的抑制。這意味著,宇宙在它當(dāng)前年齡不到6%處,這場(chǎng)大霧(宇宙整體的中性氫環(huán)境)已經(jīng)開(kāi)始消散(50%電離)。
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