银河系在宇宙黎明时分亮起灯光，让天文学家惊叹不已

一个在 3.3 亿年后被发现的星系Big Bang与为早期宇宙令人窒息的黑暗带来光明有关。

它被称为 JADES-GS-z13-1，对 134 亿多年前发出的非常微弱的光的分析表明，它在再电离时代中发挥了作用——这个十亿年的过程清除了充满早期宇宙的不透明迷雾，让光可以自由流动。

宇宙历史的这个时代真的很难看清，这使得它背后的机制有些神秘。JADES-GS-z13-1 确实为宇宙黑暗的时代带来了光明。结果是名为莱曼阿尔法氢在改变能量状态时会释放出来，只有在发生再电离后才能看到。

“早期宇宙沐浴在中性氢的浓雾中，”天体物理学家 Roberto Maiolino 说英国剑桥大学和伦敦大学学院的

“大部分雾霾是通过一个叫做再电离的过程解除的，这个过程是在大爆炸后大约 10 亿年完成的。GS-z13-1 在宇宙只有 3.3 亿年的时候被看到，但它显示出一个令人惊讶的清晰、明显的莱曼-α 发射特征，只有在周围的雾完全散去后才能看到。这个结果与早期星系形成的理论完全出乎意料，也让天文学家感到惊讶。

故事是这样的。在我们所知道的宇宙开始时，在大爆炸后的几分钟内，太空中充满了由小原子核和自由电子组成的炽热、浓密的等离子体雾。即使那里有一点点光，也无法穿透这雾;光子会简单地从漂浮的电子上散射开来，从而有效地使宇宙变暗。

大约 300,000 年后一个宇宙冷却后，质子和电子开始聚集在一起形成中性氢（和一点点氦气）气体。大多数波长的光可以穿透这种中性介质，但几乎没有光可以产生它。

但是从这些氢和氦中，第一批恒星和星系诞生了。

这些第一个光源发出了强大的辐射，将电子从中性氢上击落，使其再次恢复到电离状态。然而，此时宇宙已经膨胀得如此之大，以至于气体的扩散性呈指数级增加，使光更容易穿过并开始穿越时空的漫长旅程。

到大爆炸后大约 10 亿年，在被称为宇宙黎明，宇宙是透明的，就像我们今天看到的那样。Et voilà!灯亮着。

JADES-GS-z13-1 的问题在于，即使它参与了再电离，我们仍然应该看不到它。紧邻星系周围的空间将被电离，在我们看到它时形成一个大约 650,000 光年的清晰气泡;但迷雾仍然应该包裹着银河系在时空中刻下的这个小小的光辉空腔。

“考虑到我们对宇宙演化方式的理解，我们真的不应该找到这样的星系，”天文学家 Kevin Hainline 说美国亚利桑那大学。

“我们可以把早期宇宙想象成笼罩在浓雾中，即使是强大的灯塔也很难找到窥视的灯塔，但在这里我们看到来自这个星系的光束穿透了面纱。这条迷人的发射线对宇宙如何以及何时再电离产生了巨大的影响。

我们认为我们对再电离的时间表和过程有很好的把握。JADES-GS-z13-1 将其抛出一个循环。一种可能的解释是，快速喂食黑洞是负责任的，导致其周围的材料升温并发光。

莱曼-α 亮度的另一种解释可能是大量真正大质量的热恒星，质量在太阳的 100 到 300 倍之间。

这两种前景都很有趣，因为每个前景都为了解宇宙的婴儿期提供了不同的窗口;但是，在这一点上，两者都无法得到证实。

计划对这个奇怪星系的未来观测以帮助天文学家了解更多信息。就像 JADES-GS-z13-1 周围的空间一样，有一件事越来越清楚：我们对早期宇宙了解得越多，更令人困惑的是.

“追随哈勃太空望远镜的脚步，很明显韦伯将能够找到更遥远的星系。”天文学家 Peter Jakobsen 解释道丹麦哥本哈根大学的

“然而，正如 GS-z13-1 的案例所证明的那样，它可能揭示新生恒星的性质总是令人惊讶的。黑洞这些是在宇宙时间的边缘形成的。

该研究已发表在自然界.

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