使用詹姆斯·韦布空间望远镜,科学家们对早期宇宙有了令人兴奋的发现:几十个小星系在将宇宙从一个黑乎乎、雾蒙蒙的地方变成如今这般明亮、清澈的过程中发挥了巨大作用。 你可以把早期宇宙想象成一个充满浓雾的房间:在最初的10亿年里,太空被中性氢气所笼罩,阻挡了大部分光线传播。中性氢对于大部分波段的电磁波来说是光学厚的,在这种情况下,光子在传递了很小一段距离后便会相撞,形成新的物质粒子。因此光不能传播较长距离,因而宇宙处于“黑暗时代”。如今,这种气体已被“电离”,即失去了电子,能够让光线自由穿过。这一转变名为再电离,它清除了“宇宙迷雾”,使得遥远星系也能发出明亮光芒。
83个年轻的、低质量的星暴星系。 https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2025/webb-sees-the-galaxies.jpg
与我们的银河系相比,新发现的星系出奇地小,需要2000到20万个这样的小星系才能达到和银河系一样的质量。尽管如此,它们在产生紫外线方面却极为高效。 作为“完美清雾器”,这些小星系有两个关键优势:首先,它们的小体积意味着它们无法聚集大量氢气,因此紫外线更容易逃逸到太空中;其次,它们经历了名为“星暴”的恒星形成时期,这不仅产生了大量的紫外线,还能帮助光线自由释放。 研究结果表明,如果这些星系向周围空间释放大约25%的紫外线,就能提供清除宇宙迷雾所需的所有能量。这一发现有助于解决一个长期存在的谜团,即哪类天体导致了再电离过程——是大型星系、小型星系还是超大质量黑洞?新观测结果更支持“小型星系居功甚伟”的观点。上述发现提醒我们,有时即使是最小的参与者也可以产生最大的影响,最终颠覆我们对宇宙如何从黑暗走向光明的理解。
来源 / https://phys.org/news/2025-06-webb-galaxies-cosmic-fog.html 中国国家天文