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找到可能是協助宇宙擺脫不透明的最遠星系之一

shareonce 發表於: 2012-8-13 20:03 來源: ADJ網路控股集團


  巴黎天文台(Observatoire de Paris)Matt Lehnert等人利用歐南天文台(ESO)超大望遠鏡(Very Large Telescope,VLT)測量到至今已知最遠的星系UDFy-38135539,距離地球約131億光年,相當於位在宇宙只有6億歲的嬰兒時期中;這是在這麼遙遠的宇宙早期中,首度偵測到協助使宇宙不透明的氫霧被逐步清空的星系之一。

  由於這個星系距離非常遙遠而昏暗渺小,再加上因宇宙膨脹之故而使其發出的光大都落在紅外波段(即「紅移效應(redshift, z)」),因此很難觀測這個星系的細節。更糟的是,這個星系所處位置是在宇宙大霹靂後不到10億年的時間內,此時大霹靂時產生的氫氣會吸收年輕星系所發出的輻射,光無法傳遞出來,因此宇宙還未完全透明,就像蒙上一層濃霧一樣,讓其中已經形成的星系被隱匿不易見。宇宙年齡約1.5億~8億年之間是所謂的「再游離時期(era of reionisation)」,在此期間,星系發出的紫外光愈來愈多,讓氫原子再度游離,分解成電子和質子,宇宙才逐漸變得透明。( 點選此處觀看示意影片)

  哈柏太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)3號廣角相機(Wide Field Camera 3)於2009年觀測到數個遙遠星系,天文學家認為很可能是位在再游離時期中。Lehnert等人續利用VLT的SINFONI光譜儀進行光譜測量以便從紅移值估算距離。即使SINFONI是目前全球最精密的光譜儀,也得曝光好幾個小時,才能累積足夠的光,取得所需的資料。

  UDFy-38135539的觀測時間累積長達16小時,經過2個月的小心分析測量後,Lehnert等人得出其紅移值高達8.6,相當於宇宙大霹靂之後6億年的時間,打破之前的紀錄。然而,Lehnert等人最興奮的不是距離打破紀錄這回事,而是這個星系所在位置是氫霧尚未完全清除的區域,因此其所發出的紫外光,極可能是協助氫氣再游離,讓宇宙擺脫氫霧、逐步變得透明的功臣之一。然而,UDFy-38135539的輻射還沒強到能單獨清空氫霧,所以UDFy-38135539附近一定還有其他比UDFy-38135539更暗、更小的星系。

備註:

ESO指出,2004年曾發佈消息說發現紅移值高達10以上的天體,但後來卻都一直無法在相同位置上偵測到亮度類似的天體。因此天文學家大都不認同這筆記錄。
UDFy-38135539編號的意義,其中UDF代表哈柏極深空區(Ultra Deep Field,UDF),y為UDF其中一塊區域的代號,38135539則是此天體的座標。