科学家称宇宙第一批恒星诞生的时间或更晚

文章作者:lili | 2016-09-02
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宇宙形成的过程,恒星的诞生,生命的起源。一直是我们探索的内容。而且也形成了许多理论,不过这些理论也在不断的被推翻的过程中,最近有科学家通过普朗克卫星探测发现,宇宙中第一颗恒星诞生时间晚于早先基于宇宙微波背景辐射所得到的结果估计值。

科学家称宇宙第一批恒星诞生的时间或更晚

果表明再电离开始于宇宙诞生后仅数百万年。这个结论有很多问题,因为没有任何证据表明那时已经有恒星形成。

 据国外媒体报道,欧空局的普朗克卫星已经揭示,宇宙中第一颗恒星的诞生时间晚于早先基于宇宙微波背景辐射观测结果的估计值。新的分析还表明第一批恒星是宇宙中再电离原子的唯一来源。当宇宙寿命达到7亿年时,这一过程已经完成了一半。现在我们的宇宙里有众多的恒星与星系,很难想象138亿年前,宇宙在仅有几秒大时是怎样一副迥异的光景。在宇宙的早期,整个宇宙就是一锅滚烫致密的原始粒子汤,其中主要是电子,质子,中子以及光子。

结果表明再电离开始于宇宙诞生后仅数百万年。这个结论有很多问题,因为没有任何证据表明那时已经有恒星形成。这样就意味着我们需要假设存在其它因素导致了再电离。随着WMAP不断地得到后继数据,首次估算很快就被修正,再电离的开始时间被不断地向后推。宇宙至少在诞生4.5亿年时还没有明显的再电离。

然而谜题并没有被完全解开。尽管已经观测到的最早的恒星是在宇宙诞生3亿~4亿年后出现的。我们仍然不清楚宇宙的再电离究竟是完全由这一批恒星引发。还是另有其它因素参与了这一过程。2015年,普朗克合作组为解决这一问题提供了新的数据,揭示出再电离阶段在宇宙诞生后5.5亿年时已过了一半,将再电离阶段在宇宙史上进一步推迟了。这一结果是基于普朗克望远镜使用低频率探测设备获得的的第一张全天域宇宙微波背景辐射极化分布图。

普朗克卫星上还有高频探测设备。这些设备对这类现象比现今任何仪器都敏感。现在对其数据的最新分析结果表明,再电离开始的时间比之前任何数据表明的都要晚得多。Jean-Loup Puget是普朗克高频探测设备的项目总管。他说,高频设备高精度的测量清楚地表明再电离是一个非常迅速的过程。它在开始的非常晚,在宇宙诞生后7亿年时,宇宙中有一半的物质已经完成了再电离。这些结果现在正在帮助我们构建再电离阶段初期的模型。

普朗克合作组的科学家Matthieu Tristram补充说,他们还确认了除开第一批恒星外,没有任何其它因素导致了再电离过程。新研究大幅推后了第一批恒星形成的时间。这一时间点比早先预想的晚得多。意味着第一代星系很有可能在未来,乃至当代的天文学观测设施的可观测范围内。事实上,第一批星系中的一部分已经被我们通过长时间曝光探测到。比如美国航天局和欧空局使用哈勃望远镜进行的哈勃超深空计划。

随着未来诸如美国航天局、欧空局和加拿大航天局的詹姆斯韦伯望远镜这样的观测项目付诸实施,发现更多类似的星系将比我们预想的要容易得多。普朗克合作组的《普朗克计划中期成果 四十七 普朗克再电离历史的约束》和《普朗克计划中期成果 四十六 在HFI极化地图上大尺度系统效应的减少和再电离光学景深的估计》已经发表在《天文学和天体物理》上。

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