天文新發現:宇宙初期的恆星形成

蕭路

【正見新聞網2018年05月18日】

宇宙最早的恆星是如何形成的是宇宙學中的一個熱門問題。前段時間科學家利用射電望遠鏡探測到宇宙的原初之光(正見網2018年3月2日報導)。原初之光顯示在宇宙大爆炸僅1.8億年就誕生了最早的恆星。不過,那項觀測是通過測定在射電波段的吸收光譜從而推斷恆星形成時間,只能認為是間接的觀測證據。而且由於其結論和現有宇宙模型有較大衝突,科學家需要尋求其它手段來獲得獨立證據。

2018年5月16日,《自然》雜誌發布重大新聞,發現了更加直接的宇宙初期恆星形成證據。研究者觀測了一個極為遙遠的星系,編號為MACS 1149-JD1。這個星系本來應該是看不見的,但是其光線傳播到地球過程中經過了一個引力透鏡區域,從而增強了亮度,於是被科學家發現。利用阿塔卡馬大型射電望遠鏡陣(ALMA),研究者測定了MACS 1149-JD1的雙電離氧(O III)光譜紅移,發現該星系紅移高達9.11。超大望遠鏡(Very Large Telescope)測定的氫光譜紅移也得出一致的結果。這意味著這個星系在宇宙大爆炸後5.5億年就存在了。研究者有利用了哈勃空間望遠鏡(Hubble Space Telescope)和斯皮策空間望遠鏡(Spitzer Space Telescope)的紅外觀測數據,發現該星系中的氧元素是在宇宙年齡僅2.5億年時該星系中的恆星形成過程中產生的。這是目前發現的紅移最高的氧光譜,意味著星系中的恆星早在宇宙年齡僅2.5億年就開始形成了。這與之前發現的原初之光的1.8億年非常接近。

按照現有的宇宙大爆炸理論,要在宇宙極早期形成恆星是很困難的。因此,目前發現的幾個早期恆星形成的證據都是對大爆炸理論的巨大挑戰。科學家認為,這次觀測所使用的技術可以在未來幾年內投入使用的空間及地面望遠鏡系統中繼續應用,有能力發現更多更早的恆星形成。這些新發現在未來很可能會改寫目前人類對宇宙形成及演化的認識。

 

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