核心提示: 早在星空诞生之初,天文学家就发现了一堆星空比例的天体。至少有21个星空岛以很大的速度形成太阳,它们在星空岛团形成的早期阶段合并在一起。这一切都发生在130亿光年之外——在大爆炸之后仅仅7.7亿年。 这...
早在星空诞生之初,天文学家就发现了一堆星空比例的天体。至少有21个星空岛以很大的速度形成太阳,它们在星空岛团形成的早期阶段合并在一起。这一切都发生在130亿光年之外——在大爆炸之后仅仅7.7亿年。
这是迄今发现的最早的原始星团,名为LAGER-z7OD1,如今它可能已经演化成恒星质量的3.7万亿倍的星空岛。
在星空早期阶段,如此很大的原星空岛团可能包含一些主要的线索,比如原始烟雾是怎么清除的,光线是怎么被打开,使光线在星空中自由穿越。
我们的星空是一个相互联系的地方。星空岛看起来可能是相对独立的,但所有星空岛中有一半以上是通过引力或团簇或群的形式结合在一起的,这些星团是成百上千个星空岛的很大结构。
在早期的星空中,这类星团的起源并不陌生。已发现的原星团接近LAGER-z7OD1,甚至更大,这表明原星团的形成速度可能比以前认为的快得多。
但是,由中国科学技术大学的天文学家胡伟达领导的一组研究人员认为LAGER-z7OD1很特殊。它可以揭示有关星空古代上最诡秘的阶段之一的线索:电离时代。
“发现其成员星空岛产生的电离气泡的总体积与原星团本身的体积相当,这表明我们正在目睹各个气泡的合并,并且原星团内的星空岛间介质几乎被完全电离,“ 他们在论文中写道,“因此,在研究离子化过程,LAGER-z7OD1就是一个独特的天然实验室。”
您会发现,今天星空看上去很通透,但在星空诞生的早期,并不如今天的空间这样通透。在最初的3.7亿年左右的时间里,它充满了热气弥漫的电离雾气。光被自由电子散射,不能在雾中自由行进。当时星空就是这样。
一旦星空降温到足够的程度,质子和电子便开始重新结合成中性氢原子。这意味着光——可能没有现在这么——最后可以在星空中传播。
随着第一批太阳和星空岛开始形成,它们的紫外线使整个星空中普遍存在的中性氢离子化:首先是在紫外光源周围的局部气泡中,然后随着电离气泡的连接和重叠,区域越来越大,从而使电磁辐射自由流动。
在大爆炸发生大约10亿年后,星空已完全实现离子化。这意味着探测到这一点(大约12.8光年远)要更具挑战性,但是这也意味着去离子过程本身很难理解。
理想情况下,您需要真正明亮的物体,这些物体的电离辐射可以穿透中性氢,这正是胡和他的团队在《电离时代》调查中的莱曼阿尔法云球所寻找的东西。这些小型的早期星空星空岛以疯狂的速度形成太阳,这意味着可以在相当长的距离内(在电离时代内)探测到它们,这使它们成为该时期的有用探针。
在他们的搜索中,研究人员发现了LAGER-z7OD1,这是一个星空岛的高密度区域,在三维空间的大小为2.15亿光年、9800光年和8500万光年。这个体积包含两个截然不同的子原星团(protoclusters)合并成一个更大的子原星团,至少有21个星空岛,其中16个已经确认。
星空岛周围电离空间的总体积略大于LAGER-z7OD1的体积。
研究人员写道:“这表明各个气泡之间存在实质性的重叠,这表明各个气泡处于合并为一个或两个很大气泡的行为中。”
因此,原星团不仅代表了同类的极好例子,为研究这些结构的形成和出现,以及早期星空中太阳的形成提供了新的数据点,它为在重新离子化时代中间电离气泡的形成和组合提供了一个独特的窗口。
不过,人们尚未发现哪些见解。正如研究人员所指出的那样,这将是未来的工作,功能更强大的望远镜将能够更好地观察电离过程的更精细详情。
该小组的研究已发表在《自然天文学》上。
什么是莱曼阿尔法云球?
莱曼阿尔法云球通过位于夏威夷莫纳克亚山的萨巴鲁和凯克望远镜观测,现已发现星空中最大的一个星体结构。该星体呈云球状,截面宽度为2亿光年,由多个星空岛和很大的气体泡沫组成。莱曼阿尔法云球内部星体之间很紧凑,其密度是星空平均密度的四倍。莱曼阿尔法云球的许多巨型气体泡沫直径达到40万光年,相当于仙女座星空岛直径的两倍。科学家认为这些气体泡沫是星空滋生星体早期超新星爆裂其周围的气体时形成的,另一种理论表示,这些很大的气体泡沫就像是蚕茧,有朝一日将孕育出新的星空岛。
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