詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)矮星系足以重塑整個早期宇宙
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一幅插圖顯示了詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡正在研究一組矮星系。詹姆重塑整個早期（圖片來源:uux.cn/美國國家航空航天局/歐空局/羅伯特·李）
（神秘的斯韋地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（羅伯特·李）：天文學(xué)家利用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）和阿爾伯特·愛因斯坦100多年前預(yù)測的效應(yīng)發(fā)現(xiàn)，早期宇宙中的伯太海口外圍模特預(yù)約（外圍經(jīng)紀(jì)人）外圍女（電話微信199-7144-9724）提供頂級外圍女上門，可滿足你的一切要求小星系產(chǎn)生了巨大的沖擊力，在不到10億年的空望時間里塑造了整個宇宙。
國際研究小組發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)鏡宇宙這些星系類似于今天存在的發(fā)現(xiàn)矮星系，在宇宙大爆炸后5億至9億年的矮星宇宙演化的關(guān)鍵階段發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。科學(xué)家們說，系足這些小星系在新生宇宙中的詹姆重塑整個早期數(shù)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過較大的星系，并補充說，斯韋這些領(lǐng)域可能提供了稱為宇宙再電離過程所需的伯太大部分能量。宇宙再電離對宇宙的空望成長和發(fā)展至關(guān)重要。
“我們真的遠(yuǎn)鏡宇宙在談?wù)撜麄€宇宙的全球性轉(zhuǎn)變，”研究第一作者、發(fā)現(xiàn)海口外圍模特預(yù)約（外圍經(jīng)紀(jì)人）外圍女（電話微信199-7144-9724）提供頂級外圍女上門，可滿足你的一切要求巴黎天體物理研究所的矮星天文學(xué)家哈基姆·阿泰克告訴Space.com。“最令人驚訝的是這些微弱的小星系擁有如此強大的能量，它們累積的輻射可以改變整個宇宙。”
重大變革背后的微小驅(qū)動力
在大爆炸發(fā)生約3.8億年前，在一個被稱為重組時代的時期，現(xiàn)在已有138億年歷史的宇宙一直是不透明和黑暗的。這是因為在其致密和超熱狀態(tài)下，自由電子無休止地圍繞稱為光子的光粒子反彈。
然而，后來在重組時期，宇宙已經(jīng)膨脹和冷卻到足以允許電子與質(zhì)子結(jié)合并產(chǎn)生第一批氫原子，這是宇宙中最輕和最簡單的元素。自由電子的消失意味著光子突然可以自由旅行，因此，宇宙的“黑暗時代”結(jié)束了。宇宙突然變得對光透明。這種“第一道光”今天可以以宇宙化石的形式看到，宇宙化石均勻地充滿了宇宙，稱為“宇宙微波背景”或“CMB”。
因為電子和質(zhì)子具有相等但相反的電荷，所以這些最初的原子是電中性的，但它們很快會經(jīng)歷另一次轉(zhuǎn)變。
4億年后，第一批恒星和星系形成——然后，在再電離時代，宇宙中的主要元素中性氫轉(zhuǎn)化為帶電粒子。這些粒子被稱為離子。電離是由電子吸收光子并增加其能量，從原子中掙脫出來引起的。直到現(xiàn)在，科學(xué)家們還不確定這種電離輻射來自哪里。
宇宙的演化伴隨著宇宙黑暗時代的結(jié)束。(圖片鳴謝:uux.cn/美國國家航空航天局)
再電離背后的輻射源嫌疑人包括超大質(zhì)量黑洞，它們以周圍吸積盤的氣體為食——導(dǎo)致這些區(qū)域噴射高能輻射——質(zhì)量超過10億個太陽的大星系和質(zhì)量小于10億個太陽的小星系。
“實際上，我們已經(jīng)就這個問題爭論了幾十年，無論是大質(zhì)量黑洞還是大質(zhì)量星系。甚至還有一些奇特的解釋，比如暗物質(zhì)湮滅產(chǎn)生了電離輻射，”Atek說，“最佳候選之一是星系，現(xiàn)在我們已經(jīng)證明小星系的貢獻是巨大的。
“我們沒想到小星系會如此高效地產(chǎn)生電離輻射。即使對于正常大小的星系來說，這也比我們預(yù)期的高四倍。”
長期以來，確定較小的矮星系是這種電離輻射的主要來源是一項挑戰(zhàn)，因為它們非常微弱。
“很難獲得這種信息和這些觀測結(jié)果，但JWST具有紅外光譜能力。事實上，我們建造JWST的原因之一是為了了解再電離時代發(fā)生了什么，”阿雷克說。
即使有JWST令人印象深刻的紅外觀測能力，如果沒有阿爾伯特·愛因斯坦的幫助，也不可能發(fā)現(xiàn)這些矮星系——更具體地說，如果沒有他1915年的廣義相對論及其預(yù)測的光效應(yīng)的幫助。
阿爾伯特·愛因斯坦伸出援手
廣義相對論認(rèn)為所有有質(zhì)量的物體都會扭曲時空結(jié)構(gòu)，事實上，時空是一個名為“時空”的單一實體。該理論認(rèn)為，我們對重力的感知是這種彎曲的結(jié)果。一個物體的質(zhì)量越大，時空的曲率就越“極端”。因此，它的引力效應(yīng)越強。
這種曲率不僅會告訴行星如何在恒星周圍的軌道上運動，進而告訴這些恒星體如何圍繞它們所在星系中心的超大質(zhì)量黑洞運行，而且它還會改變來自恒星的光的路徑。
來自背景光源的光在向地球傳播時可以在前景物體周圍采取不同的路徑，并且該路徑越靠近質(zhì)量大的物體，它就越“彎曲”因此，由于前景或“透鏡”物體的影響，來自同一物體的光可以在不同的時間到達(dá)地球。
一張圖顯示了來自背景物體的光如何被前景物體彎曲。（圖片來源:uux.cn/美國國家航空航天局、歐空局和l .卡爾阿達(dá)）
這種透鏡效應(yīng)可以改變天空中背景物體的位置，或者使背景物體出現(xiàn)在同一張?zhí)炜請D像的多個位置。其他時候，來自背景物體的光被放大，因此該物體在天空中被放大。
這種效應(yīng)被稱為“引力透鏡效應(yīng)”，JWST一直在利用它來觀察時間之初的古老星系，這在其他情況下是不可能看到的。
為了觀察新研究的遙遠(yuǎn)和早期矮星系，并分析它們發(fā)出的光，JWST使用了一個名為Abell 2744的星系團作為引力透鏡。“即使對于JWST星系來說，這些小星系也非常微弱，所以我們需要增加引力透鏡來放大來自它們的通量，”Atek說。
隨著再電離之謎的潛在解決，該團隊現(xiàn)在的目標(biāo)是通過另一個名為“驚鴻一瞥”的JWST項目將這項研究擴展到更大的規(guī)模。研究人員將首先嘗試確認(rèn)這項研究中研究的特定位置代表了宇宙中星系的平均分布。
然后，除了研究再電離過程外，Atek和他的同事們將致力于更好地了解第一批星系的形成，這些星系在120億年的過程中成長為今天的星系。
“到目前為止，我們實際上一直在研究大部分明亮的大質(zhì)量星系，但它們在早期宇宙中并不十分典型，”Atek總結(jié)道。“因此，如果我們想了解第一個星系的形成，我們確實需要了解微小、低質(zhì)量星系的形成。這也是我們在這個即將到來的計劃中努力要做的事情。”
該團隊的研究于周三（2月28日）發(fā)表在《自然》雜志上。