特拉維夫大學天體物理教授認為通過射電望遠鏡對早期宇宙21厘米氫譜線的探測可揭開宇宙第一代恒星以及古老星系之謎。
據(jù)國外媒體報道，天文望遠鏡在某種意義上是一臺“時間機器”，通過觀測遙遠的星系來揭開宇宙歷史，目前科學家估計宇宙的年齡為137億年左右。距離我們越遙遠的星系，其年齡一般越大，宇宙中最為古老的星系是非常難以察覺的。當前的望遠鏡技術只能發(fā)現(xiàn)大爆炸后7億年左右的星系，而且只有當這個古老的星系異常巨大或者像一顆古老超新星爆發(fā)這樣的事件才能被我們探測到。
通過射電望遠鏡對21厘米氫譜線輻射的探測可揭開早期宇宙恒星的奧秘
早期宇宙中的星系比當今宇宙中的星系要小得多
A1689·zD1就是一個位于大爆炸后7億年誕生的天體，而且還是借助了天體引力透鏡的技術才發(fā)現(xiàn)它的存在。現(xiàn)在，由特拉維夫大學科學家牽頭的國際研究小組已經(jīng)發(fā)展出一種方法用于探測宇宙早期誕生的恒星。特拉維夫大學物理學和天文學家倫南·巴卡納（Rennan Barkana）認為通過該方法科學家們可以探測到此前認為太遙遠而不可能被觀測到的天體。
本項研究的結果發(fā)表在《自然》期刊上，由于在早期宇宙中再電離階段氫的含量異常豐富，研究人員提出通過射電望遠鏡篩選出來自早期宇宙中氫的射電波信號，并且再電離時期的中性氫電子自旋可發(fā)出21厘米波長的輻射。倫南·巴卡納教授認為地球上的射電望遠鏡可以探測到該波長的輻射，而其中攜帶了關于早期宇宙中恒星的信息。通過該理論的發(fā)展，開辟了更多關于宇宙中最古老星系的探索道路。
通過對早期宇宙射電信號的解讀，科學家可發(fā)現(xiàn)古老星系演化的特殊模式，就如同早期星系的一個清晰的符號。位于大爆炸數(shù)億年后出現(xiàn)的第一批宇宙星系的大小只有今天星系大小的百萬分之一，并且早期宇宙中暗物質和氣體運動模式也與今天的宇宙存在差異，影響恒星的形成。由于早期宇宙中的星系和恒星存在一種特定的波動模式，科學家認為可以很容易地從射電信號中將其篩選出來。
早期宇宙中神秘波動模式的強度取決于宇宙中氣體的溫度，研究人員可以根據(jù)這些信息拼湊出早期宇宙全天星系團分布的地圖，如果這些宇宙氣體溫度較高，這就意味著有很多恒星存在，如果早期宇宙中的氣體較冷，那么就認為恒星的數(shù)量還是較少的。根據(jù)物理學和天文學教授倫南·巴卡納介紹：“通過對宇宙神秘起源的研究，射電天文學家可第一次重建出早期宇宙的樣子，并將恒星和星系的位置粗略分布于宇宙中。”
對早期宇宙中21厘米氫譜線的研究形成了一個被稱為“21厘米宇宙學”的理論，目前有五個不同的國際合作項目正在建立射電望遠鏡對21厘米氫譜線輻射進行探測，主要研究方向集中在大爆炸之后的五億年左右，當然這些射電望遠鏡也可以探測到早期宇宙中更早時期的射電信號。倫南·巴卡納教授希望這一領域的研究可以解開宇宙誕生與現(xiàn)代宇宙之間歷史長河之謎，新建造的射電望遠鏡如21厘米譜線陣列射電望遠鏡有機會對早期宇宙的一些預言進行驗證。
我們目前對原始宇宙的奧秘有了較多的了解，而且對當今宇宙也有了較多的認識，但我們對早期宇宙炙熱氣體以及恒星形成機制之間存在的聯(lián)系了解并不多，現(xiàn)在我們已經(jīng)進入這個領域，探索未知的早期宇宙之謎。倫南·巴卡納教授認為在涉及發(fā)現(xiàn)早期宇宙恒星基本屬性時，將會是一件令人驚喜的事件，觀測也將揭示一個更加復雜的宇宙，比宇宙模型預測的宇宙顯得更加真實。
