科技在线:光子奋力逃离早期银河系星系

2021-04-29 11:02:14

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一支由天文学家组成的国际团队在早期的银河系星系周围发现了巨大的蓝光,微弱的光 - 由所谓的莱曼 - 阿尔法光子构成。

为了理解我们的银河系如何形成和演化,天文学家依靠观测遥远的星系。

由于它们的光线需要数十亿年才干到达我们,因此只要我们有一个明确的指示器来确定与被观察物体的距离,望远镜就可以用作时间机器。

与更近的星系,恒星和行星一样,科学家们利用光谱技术分析它们的光,将其分散到光谱中。

然后,他们追寻特征 - 光谱线 - 告诉他们有关物体的构成,温度和物体的运动。

对于最遥远的星系,惟独一个光谱特征通常突出,即所谓的与氢气相关的莱曼-α线。

“在非常遥远的星系中,新生的恒星足够热,能够在周围的气体云中分解氢气,然后在莱曼-α光线中闪耀出明亮的光,理论上在遥远的星系中可以观察到最强烈的这种特征,”团队成员Jorryt博士说。马太,荷兰莱顿天文台的天文学家。

“然而在实践中,Lyman-alpha光子很难逃脱星系,因为气体和尘埃会阻挡和分散它们的行进路径,这使得它成为一个复杂的过程。”

使用Isaac Newton望远镜(INT),由Isaac Newton集团在加那利群岛天文学研究所的西班牙Observatorio del Roque de los Muchachos在La Palma岛上运作,Matthee博士及其合着者开辟了一个独特的实验。研究了近1000个遥远的星系。

他们使用INT的宽视场相机和定制滤镜对天空进行了调查,以测量Lyman-alpha的生成位置,有多少以及它从星系中出来的位置。

莱顿天文台和兰卡斯特大学的团队成员David Sobral博士说:“我们已经在INT上使用了数十个专门的夜晚,以了解Lyman-alpha光子是如何逃脱的,以及从哪个星系中逃脱。”

“我们回忆了110亿年的时间,基本上是我们可以识别遥远星系的地方的极限,并详细研究它们。”

“最重要的是,我们能够准确地预测每个星系中有效产生的Lyman-alpha光子数量以及发生的位置。”

“然后我们将它们与实际达到INT的那些进行比较。”

结果表明,惟独1-2%的光子从银河系中心逃逸。

“即使我们占领距离中心很远的所有光子,也惟独不到10%的光子逃逸,”索布拉尔博士说。

“在遥远的宇宙中形成恒星的星系似乎被一个令人印象深刻的大而微弱的莱曼-α光子光环所包围,这些光子必须在几乎无穷无尽的一系列汲取和再发射事件中传播数十万光年,直到它们终于自由了,“他补充道。

“我们现在需要确切了解这种情况发生的原因和原因。”

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