最近，天文学家们在一个宇宙早期的星系中发现了明亮的氢辐射。这一惊人的发现给研究人员带来了挑战：这束光是如何穿透当时充满太空的中性氢浓雾的？
    詹姆斯·韦布空间望远镜的一个关键目标是深入地观察宇宙的遥远过去，即宇宙大爆炸后第一批星系形成的时期，又名宇宙黎明期（cosmic dawn）。

JADES-GS-z13-1星系。
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    当研究人员研究其中一个非常早期的星系时，一个新发现挑战了我们对宇宙早期历史的既定理解——韦布发现了无比遥远的星系JADES-GS-z13-1，它在宇宙大爆炸后3.3亿年被观测到。据估算，它的红移（称为宇宙学红移，其机制为空间的度规膨胀。红移是根据星系光线在膨胀空间中被拉伸的程度来测量星系与地球的距离）为13.0。换言之，宇宙大爆炸后仅3.3亿年就出现了这样一个星系。而且，这个星系还具有一个意想不到的突出特征：一种特殊的、明显明亮的波长，被认为是氢原子辐射的莱曼-α发射，其强度比天文学家所认为的要强烈得多。
    Roberto Maiolino教授说：“早期宇宙沐浴在中性氢的浓雾之中。大部分雾气是在大爆炸后大约10亿年——一个名为再电离的过程中消散的。然而，虽然GS-z13-1是在宇宙只有3.3亿年的时候被观测到的，但它却显示出清晰的莱曼-α发射特征，这一点只有在周围的雾气完全消散后才能看到。这一结果完全不在早期星系形成理论的预料范围内，所以令天文学家们大吃一惊。”
    在再电离时代之前和期间，星系周围的中性氢雾就像有色玻璃一样，阻挡了它们发出的任何高能紫外线。因此，这些光线（包括莱曼-α辐射）无法从这些新生星系中逃逸出来到达地球。我们可以把早期宇宙想象成一个被浓雾笼罩着的地方，即使是最强大的灯塔也难以发现其中的蛛丝马迹，然而现在，一个星系发出的光束刺破了这层浓雾。
    目前，GS-z13-1星系的莱曼-α辐射的来源尚不清楚，研究团队计划进行进一步的后续观测。无论这个星系隐藏着什么，它肯定会照亮宇宙学的新前沿。相关研究已发表在Nature上。

来源 / https://phys.org/news/2025-03-webb-telescope-galaxy-mysteriously-fog.html  中国国家天文