探秘宇宙早期的星系形成与演化 中科大再获突破

2017年10月12日  来源：人民网-科技频道

人民网北京10月12日电 （张歌）据中国科学技术大学官网消息，由中国科学技术大学教授王俊贤发起组织的 “宇宙再电离时期的莱曼阿尔法星系” （英文缩写LAGER）研究项目在宇宙黑暗时代星系观测研究领域再获突破性进展，该项目由中国、美国、智利三国天文学家共同参加。

据悉，该项目使用安装于智利CTIO天文台4米口径望远镜的超大视场暗能量相机，通过专门定制的窄带滤波片，系统搜寻宇宙黑暗时代莱曼阿尔法发射线星系候选者（红移~7.0），并使用国际大型望远镜进行光谱证认，以研究宇宙再电离和宇宙早期的星系形成与演化。

在之前的工作中，他们观测获得了一个宇宙早期（大爆炸后约8亿年，约为宇宙当前年龄6%时）的星系候选者样本，并发现在该宇宙年龄处，宇宙星系际弥散介质中氢的电离比例为约50%。

在最新的工作中，他们使用美国卡内基天文台麦哲伦望远镜获得了其中6个星系的光谱证认，确认它们为宇宙大爆炸后约8亿年的星系，证认成功率高达67%。

宇宙大爆炸之后大约40万年，随着宇宙逐渐冷却，质子和电子结合为中性氢，宇宙进入黑暗时代。当在重力作用下宇宙第一代恒星和星系开始形成，它们发出的紫外光辐射电离了周围的中性氢，使得整个宇宙开始明亮起来，从而结束宇宙黑暗时代。这段整个宇宙的整体相变过程被称之为再电离。确定再电离的细致过程以及第一代星系何时形成是天体物理前沿一个极具挑战性的问题。

LAGER项目通大天区的窄波段成像巡天，获得了高质量的候选星系样本。首批光谱观测即获得了6例光谱证认，其中两个星系具有明显的成团性，可能位于同一个宇宙电离气泡。这些光谱证认星系为研究宇宙早期的星系形成与演化奠定了重要基础。