窥探“宇宙黎明” 科学家在距地球132.8亿光年外发现氧

这幅NASA公布的由哈勃望远镜拍摄的图片上，发现氧的地方被绿色标注出来，此次的发现刷新了迄今发现氧的最远纪录。

　　浙江在线5月18日讯（浙江在线编辑 金英磊）日本大阪产业大学和国立天文台16日召开记者会公布，他们的一个国际研究小组利用阿尔玛望远镜发现，距地球132.8亿光年的星系含有氧元素。该发现刷新了观测史上发现氧的最远纪录。结合哈勃望远镜等观测到的数据分析认为，此星系从宇宙诞生约2.5亿年后，开始了活跃的造星运动。该发现向揭开宇宙第一个星系产生之谜更近了一步。

　　宇宙形成初期究竟什么样？科学家们对此有过猜想和推理，但一直停留在“听说过没见过”的阶段。之后经过数亿年出现了第一个星系。星系具体是何时以及如何成长的，是现代天文学一个重大难解之谜。

　　天文学家这次观测到距离地球132.8亿光年的遥远星系，或许能令人类窥探“宇宙黎明”的奥秘。

　　研究小组利用阿尔玛望远镜对远方星系“MACS1149-JD1”可能存在的氧离子发出的红外线(88微米波长)进行观测，发现了由于宇宙膨胀被大大拉伸的893微米波长红外线。通过分析被拉伸的波长，计算出其距地球为132.8亿光年。

　　在138亿年前宇宙大爆炸时，宇宙中仅有氢、氦和微量的锂元素。氧元素是由宇宙中诞生的星球制造出来的，随着星球死亡，在宇宙空间扩散。此次观测结果证明，在宇宙诞生5亿年时，初期星球制造的氧元素就已在该星系中扩散。

　　研究小组根据阿尔玛望远镜和哈勃望远镜及斯皮策太空红外望远镜观测数据推测，在135.5亿年前即宇宙诞生后的2.5亿年开始了活跃的造星活动。阿尔玛望远镜观测到的氧离子光即是在活跃造星期，刚刚诞生不久的巨大恒星释放的强烈光线使周围的氧原子被电离所致。

　　这个星系距离地球如此遥远，天文学家如今所见实际上是它在132.8亿年前发出的光。这令天文学家兴奋不已，因为这意味着他们看见了宇宙形成约5亿年时的情景，相当于宇宙现有年龄的大约3.5%。

　　现有理论认为，宇宙由大约138亿年前的一次大爆炸形成。“这是宇宙中第一批星系之一。”英国伦敦大学学院研究人员尼古拉斯·拉波特告诉法新社。就其所含成熟星球的数量而言，MACS1149-JD1形成的时期更早，可能在135亿年前，“超出了我们目前用望远镜所能观测的范围。”拉波特说。

　　在这个星系中观测到氧气是这次发现最令人兴奋之处。“氧气在星体形成并在它们死去时释放到星系星云中，”伦敦大学学院发布的声明说，“MACS1149-JD1存在氧气暗示，（这个星系）更早时期已经有一代星体形成并死亡。”

　　研究人员称，MACS1149-JD1是目前已知用准确距离单位测量的最遥远星系。这项研究令寻找宇宙中第一批星体和星系的研究又向前迈进了一步。拉波特说，观测结果把可观测到的宇宙“向以前推”，令天文学家逼近“宇宙黎明”。他说，电脑模拟显示，第一批星体可能在宇宙大爆炸1.5亿年后出现。

　　论文第一作者，大阪产业大学特任研究员桥本拓也说，此次研究让人们进入了宇宙初期的星体形成时期，今后的目标是发现更远方的氧，扩大人类认知的极限。

　　据了解，该团队2016年3月至2017年4月对位于狮子座方向的银河展开观测，检测出有氧特征的光。2017年公布的在132亿光年外银河发现的物质此前被认为是最远的纪录，此番又将纪录提升了8000万光年。

　　【延伸阅读】

　　“宇宙大爆炸”

　　“大爆炸宇宙论”（The Big Bang Theory）认为：宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。1927年，比利时天文学家和宇宙学家勒梅特（Georges Lemaître）首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年，美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。

　　现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸。该理论的创始人之一是伽莫夫。1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论，认为宇宙由大约140亿年前发生的一次大爆炸形成。上世纪末，对Ia超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀，因为宇宙可能大部分由暗能量组成。

　　（综合新华社、科技日报、环球网、中新社报道）