NASA探测器绘制的宇宙微波背景图
对大爆炸之后形成的第一批恒星的观察可能会改变我们对宇宙早期模型的看法。
由美国新泽西州高级研究所的亚历山大·考罗夫（Alexander Kaurov）领导的一个天文学家团队表示，这些观测结果可能表明，大多数第一代恒星都位于罕见的大质量暗物质之中。
目前的模型告诉我们，在大爆炸之后近40万年，宇宙太热了，原子还没有形成，所有存在的东西都是灼热的，光子像雾一样被困在里面。但是当宇宙最终冷却到足以使质子和电子结合成氢原子时，那些光子就逃脱了。
今天，这种“越狱辐射”被称为宇宙微波背景（CMB）。它就像宇宙的婴儿照片，通过研究它和它内部的微小波动，我们可以了解宇宙的初期以及恒星和星系是如何开始形成的。
第一代恒星看起来如此微弱和遥远，以至于难以直接探测到它们。然而，天文学家认为，这些恒星发出的紫外线辐射会加热周围的气体，而这些气体反过来吸收一些宇宙微波背景，具体来说，是在21厘米的无线电波长下观察。
在2018年3月，EDGES实验检测出宇宙微波背景当中的一个小失真，它就像第一批恒星的指纹一样。
但经过分析，EDGES团队意识到这个信号的形状比预测的更深，边界更清晰。
此后，许多研究试图用新的物理学或天体物理学解释这种信号的意外深度。
现在，考罗夫在美国高级研究院的团队已经解决了信号的尖锐边界问题。
在《天体物理学期刊快报》上发表的一项研究中，考罗夫和共同作者认为，这一特征表明，随着第一批恒星亮起，紫外光子以比预期更快的速度淹没宇宙。该团队的计算机模拟显示，如果第一批恒星集中在最大质量和最稀有的暗物质晕中，这种突然性会自然发生，而不是像以前认为的那样在整个宇宙中均匀分布。
这些光环比我们的太阳重十亿倍，在宇宙的初期数量激增，很容易产生解释EDGES信号所需的大量紫外光子。
如果这种情况是正确的，那么这些罕见的光晕可能足够明亮，可以在2021年发射的詹姆斯韦伯太空望远镜当中观察到。
閱讀更多 技術力量 的文章
