宇宙中三億光年長的區域異常地不透明

宇宙中三億光年長的區域異常地不透明

我們的宇宙家園是一個遵循規則的地方。物理定律似乎在任何地方都是一致的,而星系則是均勻分佈的。但這三億光年長的區域,似乎漏掉了什麼。

科學家在遠處的類星體前觀察到一個不透明的空間區域,類星體是一種非常明亮的光源。他們意識到,這個遮光區域擁有的星系比他們預期的要少。

這個區域位於一個叫做ULAS J 0148+0600的類星體的前面,當宇宙還不到10億年的時候,這個類星體的光就出現了。這個區域似乎吸收了超過3億光年的光線.。根據刊登在“天體物理學雜誌”上的這篇論文,科學家團隊使用夏威夷的斯巴魯望遠鏡在這個不透明區域周圍搜尋遙遠的星系,發現的星系遠遠少於平均水平。這與你所期望的正好相反,一個不透明的區域不應該有更多的物質嗎?

這種看似不一致的現象可以幫助科學家更好地理解早期宇宙的本質。

該研究的作者、來自加州大學河濱分校的喬治·貝克爾(George Becker)說:“它給我們一個機會去研究宇宙中落後於宇宙其他地方的地方。”

宇宙中三億光年長的區域異常地不透明

天體探測器通過“萊曼-阿爾法”光線(Lyman alpha)發射來觀察遙遠的物體,這是由氫原子發出的具有特徵波長的光。光穿過膨脹的宇宙,使它的波長沿著這個方向伸展。但是,但是中間空間中的物質,特別是中性原子,能夠吸收光,並導致某些波長的光從地球上接收到的信號中消失。通過繪製來自遙遠類星體的光的波長,你可以繪製出一張地圖和一條時間線。

貝克爾和他的團隊解釋說,電中性氣體吸收萊曼-阿爾法光,但是電離氣體,缺少電子的原子不吸收。離我們最近的宇宙區域是相對均勻的,並且有大量的紫外線來保持氣體的電離和阻止吸收。但在早期的宇宙中,事物可能並不是一樣的統一。也許星系較多的地方有更多的紫外線輻射,這意味著更多的電離,因此這些區域更透明。但是像這個類星體前面的區域有較少的星系,意味著較少的電離,因此是不透明的。

這是一個有趣的觀察,在幾個方面是違反直覺的。英國劍橋大學的天文學家馬丁·海納爾特(Martin Haehnelt)說:“令人興奮的是,這是一個非常大的結構,上面有一些不同的東西,一個區域的星系數目應該與另一個區域的星系數目大致相同,但在這種情況下卻沒有。”

貝克爾認為,也許這個區域講述了一個再電離時代的故事--再電離時代是宇宙歷史早期的第一顆恆星在超新星形成和爆炸後,電離中性氣體分子。也許天空中的某些區域比其他區域更晚進入這一時期。

宇宙中三億光年長的區域異常地不透明

要解釋這一謎團還有更多的工作要做,而這片區域只是巨大天空的一部分。如果這個想法是正確的,那麼在這個距離有更多星系的天空區域應該有更少的萊曼-阿爾法光吸收。

但是,雖然物理定律是恆定不變的,但宇宙中似乎確實存在著與其他部分不同的部分。


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