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天文學家即將發現宇宙中最早的恒星發出的光

  • 科學
  • 2019-11-29 16:19:10

一個與默奇森寬場陣列(WMA)射電望遠鏡一起工作的科學家團隊正在嘗試尋找來自宇宙第一批恒星的信號。最初的恒星是在宇宙的黑暗時代之后形成的。為了找到他們的第一個光,研究人員正在尋找來自中性氫的信號,中性氫是黑暗時代之后主導宇宙的氣體。

最初的恒星形成花了一段時間。大爆炸之后,宇宙變得異常炎熱。太熱而無法形成原子。沒有原子,就不可能有恒星。直到大爆炸之后大約377,000年,宇宙才膨脹并冷卻到足以形成原子的狀態,主要是中性氫和少量的氦。(還有痕量鋰。)此后,在電離時代期間,最早的恒星開始形成。

為了找到來自該中性氫的難以捉摸的信號,對MWA進行了重新配置。該MWA處于遠程西澳大利亞,并且它有2048無線電天線布置成128個“磚”,當它在2013年就開始操作追捕難以捉摸的中性氫信號,瓦片的數目加倍為256,整個陣列是重新排列。來自這些接收器的所有數據都被饋送到稱為Correlator的超級計算機中。

即將在《天體物理學雜志》上發表的一篇新論文展示了對新配置的陣列中數據的首次分析結果。該論文的標題為“Redshift 7的第一季度MWA II期EoR功率譜結果。”首席研究員是布朗大學的博士生Wenwen Li。

這項研究旨在了解來自中性氫的信號強度。分析為該信號設置了最低限度,這是搜索微弱信號本身的關鍵結果。

“我們可以自信地說,如果中性氫信號強于我們在論文中設定的極限,那么望遠鏡將能夠檢測到它,”布朗大學物理學助理教授,《自然》雜志的通訊作者喬納森·波伯說。新文章。“這些發現可以幫助我們進一步限制宇宙暗齡結束和第一批恒星出現的時間。”

盡管看起來像早期宇宙中事件的詳細時間表,但在我們的理解上仍有很大差距。我們知道,在黑暗時代之后,電離時代開始了。那時原子的形成導致了宇宙中第一個結構的出現,例如恒星,矮星系和類星體。當這些物體形成時,它們的光穿過宇宙傳播,使中性氫重新電離。之后,中性氫從星際空間中消失了。

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