宇宙已知最遙遠星系：距地球132億光年

新浪科技訊 北京時間9月18日消息，據英國《每日郵報》報導，近期的一項研究揭示，宇宙中已知最遙遠的一個星系距離地球有132億光年，而且在大爆炸之后僅6億年時就已形成。加州理工學院的天文學家多年來一直在搜尋宇宙最原始的物體，他們於近日公佈了這一發現。

研究者稱，這個名為EGS8p7的星系已經有超過132億年的歷史，而宇宙本身的年齡大約為138億年。他們還表示，這一發現將提供一次難得機會，去了解星系在宇宙還十分年輕時如何形成的過程。

在發表於《天體物理雜誌》(Astrophysical Journal Letters)的一篇論文中，美國航空航天局(NASA)的博士后研究者阿迪·茲特林(Adi Zitrin)和倫敦大學學院的天體物理學教授理查德·埃利斯(Richard Ellis，此前在加州理工學院工作了15年)描述了EGS8p7星系存在的證據。

在今年早些時候，根據哈勃太空望遠鏡和斯皮策太空望遠鏡的數據，EGS8p7被認為是一個還需要進一步研究的星系。利用夏威夷凱克天文台的MOSFIRE紅外攝譜儀，研究者對該星系進行了光譜分析，以確定其紅移。

紅移是由於多普勒效應而生的，同樣的現象發生在消防車經過的時候，警報聲會越來越小。然而，對於宇宙中的發光天體，其光線會被“拉伸”。與逐漸變小的聲音不同，天體的光會從實際色逐漸向較紅的波長偏移。紅移通常被用來測量星系的距離，但在觀測宇宙中最遙遠——同時也是最古老的——物體時，還面臨很多挑戰。

在宇宙大爆炸之后的極短時間裏，宇宙就像由帶電粒子——電子和質子——和光子組成的濃湯。由於自由電子的存在，這些光子被分散開來，因而早期宇宙無法傳播光線。在大爆炸之后約38萬年時，宇宙的冷卻使自由電子和質子結合形成中性氫原子，填充了宇宙空間，光線也得以在宇宙中傳播。

之后，當宇宙年齡達到5億至10億年時，最初的星系出現，並開始電離中性的氣體。今天的宇宙依然處在離子化的過程中。在再電離之前，中性氫原子雲可能吸收了相當劑量來自早期星系的輻射，包括所謂的萊曼-阿爾法線(Lyman-alpha line)——受到新生恆星紫外線加熱而生的高溫氫原子氣體光譜印記，通常用於指示恆星的形成。

由於這種輻射的吸收，理論上我們不可能觀測到來自EGS8p7星系的萊曼-阿爾法線。“如果你觀察早期宇宙中的星系，那裏存在大量的中性氫原子，對這種光線來並不是透明的，”茲特林，“我們預計這個星系大部分的輻射會被中途空間裏的氫原子吸收，但我們依然觀測到了來自該星系的萊曼-阿爾法線。”

天文學家利用MOSFIRE攝譜儀發現了萊曼-阿爾法線。該儀器能夠在近紅外波長(0.97~2.45微米)上捕捉從恆星到遙遠星系等天體發出的化學信號。埃利斯：“此次發現中最令人驚奇的是，我們在一個明顯黯淡的星系中發現了萊曼-阿爾法線，而紅移為8.68，在對應的時間中，宇宙應該充滿了具有吸收能力的氫原子雲。”此項研究之前，天文學家探測到的最遙遠星系的紅移為7.73。

研究者稱，之所以在存在氫原子雲的情況下還可以觀察到該星系，原因可能是氫原子的再離子化過程並非始終如一。“來自多個觀測的證據顯示，再離子化的過程很可能是不均勻的，”茲特林，“有些物體如此明亮，以致於它們形成了一個離子化的氫原子氣泡，但這一過程並非在所有方向上都是連貫的。”

“我們觀測到的這個星系，EGS8p7，異常地明亮，很可能是許多異常高溫的恆星為其提供了能量，而且它還可能具有某些特殊的性質，使大型離子化氫原子氣泡的生時間比當時典型的星系要早很多，”參與該研究的加州理工學院研究生斯雷歐·貝利(Sirio Belli)道。

茲特林補充道：“我們目前正在對發現這一星系，以及觀察到其輻射的確切概率進行充分計算，以了解是否需要重新修正再離子化的時間。這是回答宇宙演化問題的關鍵之一。”(任天)