氫光譜留特殊印記！ 天文學家發現「宇宙最古老」恆星足跡

▲夜空中的銀河系。(圖／新華社)

本報訊

通過長達12年的觀測，美國一個天文學研究團隊發現了宇宙中第一批恆星的「足跡」。這些恆星誕生於宇宙大爆炸後約1.8億年，發出的光照亮宇宙中的氫氣，在氫光譜中留下了特殊印記。

美國亞利桑那州立大學等機構研究人員在新一期英國《自然》雜誌上發表論文說，他們利用設於澳大利亞的地面設備觀測宇宙中的射電波，首次找到了恆星「老祖宗」活動的痕跡。這將加深人們對早期宇宙演化歷程的理解，還可能有助尋找暗物質。

宇宙誕生於約138億年前的一場大爆炸，隨後不斷膨脹並冷卻。大爆炸約38萬年後，溫度低到使電子和質子結合形成中性的氫原子，宇宙從此進入沒有光芒的「黑暗年代」，直到大爆炸約1億年後第一批恆星誕生。

這項研究的搜尋目標是一種特殊的射電信號——早期宇宙中氫原子的「21釐米譜線」。第一批恆星發出的光加熱宇宙中的氫氣，導致氫原子從宇宙微波背景輻射中吸收波長21釐米的光子，產生特殊的吸收譜線。研究人員說，由於地面和宇宙中大量其他射電信號的干擾，尋找這種信號就像「在颶風中傾聽蜂鳥翅膀的振動」。

研究小組利用超高精度的射電波設備，在荒無人煙的沙漠中進行探測，找到了一條很強的吸收譜線，與理論預測的氫原子21釐米譜線大致相同，應該是幼年宇宙中第一批恆星加熱氫氣產生的。據推測，這些恆星大約誕生於宇宙大爆炸後1.8億年。

以色列特拉維夫大學研究人員在同一期雜誌上發表論文說，新發現的譜線振幅比預期值大一個數量級，意味著早期宇宙中氣體的冷卻速度比原先認為的要快，這可能是普通物質與暗物質相互作用導致的。從譜線特徵中還能推演出暗物質粒子的一些特徵，這方面的觀測有可能成為探測暗物質的一種手段。(新聞來源：新華社港台部提供）