越来越多的证据表明,矮星系在塑造早期宇宙方面发挥了比先前认为更大的作用。
天文学家分析来自詹姆斯·韦伯空间望远镜 (JWST) 的数据,发现了一群微小、充满活力的星系,这些星系可能是清除宇宙大雾的关键,而这片大雾笼罩了宇宙。
“你并不需要寻找更多奇特的特征,”美国天主教大学助理研究科学家伊萨克·沃尔德在阿拉斯加举行的美国天文学会第 246 次会议上告诉记者。“这些微小但数量众多的星系可以产生再电离所需的所有光。”
大约在大爆炸发生后 38 万年,宇宙冷却到足以使带电粒子结合成中性氢原子,从而形成一层厚厚的、吸光的雾,这个时期被称为 。直到数亿年后,随着第一批恒星和星系的诞生,强烈的紫外线 (UV) 辐射才开始使这种原始氢再电离。这个过程逐渐清除了浓雾,使星光能够自由地穿过太空,并首次照亮了宇宙。
几十年来,天文学家一直在争论是什么引发了这场戏剧性的转变。主要的候选者包括大质量星系、由黑洞驱动的类星体,以及小型、低质量星系。来自 JWST 的新数据现在强烈指向最小的竞争者,表明这些微小星系的作用就像宇宙手电筒。
为了识别这些早期星系,沃尔德和他的同事们专注于一个名为 Abell 2744 的巨大星系团,或者 潘多拉星团,位于约 40 亿光年外的玉夫座星座。这个星团巨大的引力充当了 ,弯曲并放大来自更遥远、更古老星系的光。利用这一自然的怪癖,并结合 JWST 的强大仪器,研究人员回溯了近 130 亿年的时间。
使用 JWST 的近红外相机 (NIRCam) 和近红外光谱仪 (NIRSpec),该团队寻找了来自双电离氧的特定绿色发射线,这是剧烈恒星形成的标志。根据 ,这种光最初是在可见光范围内发射的,但在穿过膨胀的宇宙时被拉伸到红外线中。