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究竟什么照亮了宇宙?

2014-11-06 23:34:08 来源:凤凰科技

凤凰科技讯 北京时间8月29日消息,科学日报报道,英国伦敦大学学院的最新研究将很快揭示渗透宇宙的紫外线光的起源,帮助科学家们理解星系是如何形成的。这项发表在期刊《天体物理学快报》上的研究是由英国伦敦大学学院物理学和天体学的宇宙学家安德鲁·波岑(Andrew Pontzen)博士和哈拉杨·佩里斯(Hiranya Peiris)博士与美国普林斯顿大学和西班牙巴塞罗那大学的研究人员合作进行的,它显示了即将到来的天文学调查将如何揭示究竟是什么照亮了整个宇宙。

天文学调查将如何揭示究竟是什么照亮了整个宇宙?

“哪一个产生的光更多?一个国家最大的城市还是众多小城镇?” 研究首席作者波岑博士问道。“城市更明亮,但城镇数量更多。理解这种平衡将提供国家组织构造的信息。我们对宇宙也提出了一个相似的问题:紫外线光究竟来自大量昏暗星系?还是来自少数类星体?”

类星体是宇宙里最明亮的天体:当它落入黑洞时会产生密集的光。星系包含几百万甚至几十亿颗恒星,但相比之下要暗淡很多。理解大量小型星系产生的光亮是否超过明亮罕见的类星体将提供宇宙形成现在恒星和行星数量的方式的新见解。它也将帮助科学家们正确的校准对暗能量的测量,暗能量被认为是驱动宇宙膨胀和确定宇宙未来命运的关键。

研究中提出的最新方法是建立在天文学家已经使用的一种技术上,类星体被作为理解浩瀚宇宙的灯塔。类星体发出的密集光使得科学家们可以在遥远距离轻松地观测到它们,即使相距为可观测宇宙直径的95%。研究小组认为研究光在抵达地球过程中是如何与沿途氢气发生相互作用的将揭示宇宙的主要光源,即使这些光源并不是类星体本身。

由于被研究的类星体位于几十亿光年远处,它们可以作为时空胶囊:通过观察类星体发出的光,它将为我们展示宇宙在遥远过去的样子。产生的地图将展示中性氢在几十亿年前宇宙形成星系时所处的位置。中性氢气体的均匀分布将暗示大量星系为主要光源,而显示出带电氢和中性氢气混杂物的不均匀样式则暗示了罕见的类星体才是主要的光源。

目前获得的类星体样本并不够大,因此无法就这两种情景的差异进行可靠分析;然而,目前正在计划的一系列调查将帮助科学家寻找答案。其中最主要的调查便是暗能量光谱设备(DESI)调查,它包含对100多万个遥远类星体的细节测量。尽管这些测量本是用于揭示暗能量将导致宇宙膨胀如何加速,但最新研究显示DESI的结果也将帮助确定介入气体是否是均匀发光的。反过来,对斑块特性的测量将揭示宇宙的光究竟是由“少数大城市”(类星体)还是“多个小城镇”(星系)产生的。

佩里斯博士表示:“我们对这些让宇宙沐浴在紫外线辐射下的天体的理解竟如此有限,这真是不可思议。这一技术将为我们提供新的工具以理解宇宙历史里这段至关重要的时期的星际环境。”

波岑博士表示:“这是个好消息。DESI将为我了提供早期宇宙情况的宝贵信息,这些天体是如此昏暗和遥远我们根本无法单个观测到它们。一旦我们理解了这些数据,研究小组将把这一因素考虑进来并对宇宙膨胀的速率进行精确测量,从而为我们提供有关暗能量的更多信息。我们目前正在努力理解这些数据还可能提供什么其它额外的信息。”(编译/严炎刘星)

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