早期宇宙中神秘光芒的隐藏来源终于揭晓

早期的宇宙是一个黑暗的地方。它充满了遮光氢气，没有太多其他东西。

只有当第一批恒星打开并开始用紫外线辐射照亮周围环境时，光才开始统治。这发生在再电离时代。

但是在宇宙变得明亮之前，一种特殊而神秘的光穿透了黑暗：莱曼-阿尔法发射。

尽管早期的宇宙太暗，光线无法穿过主导它的不透明气体，但天文学家仍然在再电离时代的灯亮起之前探测到了一些莱曼-阿尔法线。

它是从哪里来的？这是许多人思考的一个重要的悬而未决的问题。

莱曼-α 发射发生在紫外线范围内，当氢原子的电子跃迁到特定的能量状态时，它们来自氢原子。莱曼-阿尔法光谱线是天文学家所说的莱曼-阿尔法森林的一部分。

森林是一系列吸收线，源于遥远天文物体中的氢。当它们的光穿过具有不同红移的气体云时，它会产生莱曼-阿尔法线森林.

“为这些早期星系中令人惊讶的莱曼-阿尔法探测提供解释是银河系外研究的一个重大挑战，”一些新研究的作者写道。

该研究发表在自然天文学并且可能已经找到了答案。它的标题是”破译莱曼-阿尔法发射深入再电离时代。“ 第一作者是英国剑桥大学卡夫利宇宙学研究所的研究员卡勒姆·维滕（Callum Witten）。

“以前的观测提出的最令人费解的问题之一是探测到早期宇宙中氢原子的光，这应该完全被在宇宙中形成的原始中性气体所阻挡。大爆炸，“ 维滕在一份新闻稿中说。

“以前已经提出了许多假设来解释这种'莫名其妙'的排放的巨大逃逸。

但现在镇上有一位新的宇宙学警长：詹姆斯·韦伯太空望远镜。

JWST的建造能够追溯到宇宙的早期。这是整个努力的主要驱动力之一。

JWST能够感知宇宙生命早期第一个星系中恒星释放的光子，这为早期宇宙打开了一扇新的窗口，并引导我们找到许多长期存在的问题的答案。JWST具有灵敏度和角分辨率，可以跟踪古代光回到其光源。

“在这里，我们利用詹姆斯·韦伯太空望远镜近红外相机的高分辨率和高灵敏度图像的独特优势，表明莱曼-阿尔法发射器样本中的所有星系都具有红移>7有亲密的同伴，“研究人员在他们的论文中写道。这是具有巨大影响的重要观点。

莱曼-阿尔法发射器LAE EGSY8p68的JWST图像比以前使用哈勃太空望远镜的观测揭示了更多的细节。JWST的分辨能力揭示了HST无法看到的LAE EGSY8p68中明亮星系周围的一团更小、更暗的星系。该地区是一个更加繁忙、拥挤的地区，有很多活跃的恒星形成。

“哈勃只看到一个大星系，韦伯看到的是一个较小的相互作用星系团，这一发现对我们对一些第一批星系意外氢排放的理解产生了巨大影响，”该研究的共同作者来自斯坦福大学的塞尔吉奥·马丁 - 阿尔瓦雷斯说。

早期的星系是惊人的恒星生产者，是莱曼-阿尔法排放的丰富来源。大部分排放物被原始中性氢阻挡，这些氢填充了早期宇宙中星系之间的空间。它告诉我们，大多数莱曼-阿尔法发射器（LAE）是具有近邻的星系？

根据作者的说法，它告诉我们，星系合并及其丰富的恒星形成是莱曼-阿尔法发射的幕后推手。星系合并模拟产生了一个模拟的JWST图像，看起来非常像相互作用星系的实际JWST图像。

研究人员使用名为Azahar的星系合并和相互作用的模拟来测试他们的想法。阿扎哈尔表明，随着恒星质量的聚集和恒星在这些早期星系中的形成，发生了两件事。

恒星发出莱曼-α辐射，它们在阻挡光的中性氢中产生了气泡和电离氢通道。气泡和通道允许莱曼-阿尔法发射通过。

这项研究表明，早期宇宙中的星系合并比JWST开始之前我们看到的要多。

这些合并和相互作用以及它们产生的丰富的恒星形成既创造了莱曼-阿尔法辐射，又为它们创造了一条摆脱主导年轻宇宙的密集、不透明的中性氢的路径。

简而言之，年轻宇宙中的高星系合并率是造成神秘莱曼-阿尔法发射的原因。

研究人员还没有完成。他们计划在合并的不同阶段对星系进行更详细的观测，以进一步发展他们的想法。

本文最初由今日宇宙.阅读原文.

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