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天文学家观察到宇宙第一代恒星发出的古老光线

2012年11月05日09:47
来源:搜狐科学
1、由曾经存在过的所有恒星发出的紫外线和可见光仍旧穿行在宇宙中。天文学家称这些恒星的余辉为“河外背景光”(EBL)。
由曾经存在过的所有恒星发出的紫外线和可见光仍旧穿行在宇宙中。天文学家称这些恒星的余辉为“河外背景光”(EBL)。

2、伽马射线和河外背景光的相互作用能够提供天文学家探测宇宙中恒星的方法。
伽马射线和河外背景光的相互作用能够提供天文学家探测宇宙中恒星的方法。

3、这幅图显示了此次研究所利用到的150颗耀变体(绿色点)
这幅图显示了此次研究所利用到的150颗耀变体(绿色点)


  【搜狐科学消息】据国外媒体报道,天文学家捕捉到了来自宇宙初期第一代恒星发出的光线,这些光线和宇宙本身一样古老。

  在137亿年前“宇宙大爆炸”(the Big Bang)后不久,宇宙就冷却到了足以允许原子形成的温度,随后原子聚积在一起产生了第一代恒星。自从这些恒星被点燃之后,它们发出的光线就开始填充宇宙,产生了遍布宇宙的光辉。随后每一代的恒星都会为宇宙的光明添砖献瓦。

  现在,天文学家已经探测到了这些“河外背景光”余辉,并且与后来恒星发出的光线区分开来。主导此次研究的美国国家加速器实验室天体物理学家马可•爱杰罗(Marco Ajello)说:“‘河外背景光’是宇宙中所有的恒星以及所有的黑洞共同产生的,当然也包括由第一代大质量恒星所发出的光线。我们已经具备很好的关于正常态恒星发出的光线的知识,因此通过对‘河外背景光’的测量我们能够得到第一代恒星发出的光线。”

  爱杰罗和他的小组并没有直接对“河外背景光”进行测量,而是通过对美国宇航局的“费米伽马射线太空望远镜”对遥远黑洞测量的结果进行分析得到的。费米望远镜对来自一种叫做“耀变体”的天体的光线进行了观测研究。这类天体能够通过居于中央的巨大黑洞吞噬大量物质而发出大量光线。”

  爱杰罗说:“我们利用耀变体作为宇宙的灯塔,它会由于“河外背景光”光雾的影响而变暗淡。这样就允许我们定量有多少“河外背景光”存在于耀变体和我们之间。由于耀变体遍布整个宇宙,因此我们能够测量不同时期的“河外背景光”。

  这次研究探测到了处于婴儿期(6亿岁)宇宙中的恒星发出的光线。宇宙中的第一代恒星与当今的恒星有很大的不同。通常来讲,它们的质量更大,是太阳质量的好几百倍。它们燃烧的更加炽热和明亮,与当今的恒星相比寿命更加短暂。

  这次新的测量能够帮助天文学家回答关于宇宙中第一代恒星一些最基本的问题,例如它们在宇宙诞生多久之后开始形成的以及它们形成的速率。天文学家已经发现,第一代恒星诞生的峰值速率比之前认为的要低。

  最终,科学家想通过进一步对这些参数的确定来瞥见这些古老恒星本身。随着未来技术的进步,例如美国宇航局哈勃望远镜的继任者詹姆斯•韦伯太空望远镜将会进一步来做这项观测工作(预计2018年投入使用)。

  爱杰罗说:“探测第一代恒星非常重要,但目前来讲还是不可能的。未来几年,韦伯太空望远镜或许能够看到第一代星系,但还不是第一代恒星。通过这种间接的方法,我们已经能够对早期宇宙第一代恒星的数量和所起的作用有了很好的理解。”这项新发现发表在了11月2日著名的《科学》杂志上。(编译:双螺旋)

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