宇宙早期氢原子发出的光线为何能被观测到？新研究找到答案

IT之家 1 月 19 日消息，困扰天文学家多年的一个谜题是：为何人类可以观测到早期宇宙中氢原子发出的光线？现在这个问题终于有了答案。

IT之家注：在星系孕育初期，恒星处于旺盛的活跃状态下，因此氢原子发出的一种叫作 Lyman-α 的光；这是氢原子在由激发状态回到基态时发出的光线，波长大约为 121.567 纳米。由于氢是宇宙中最丰富的元素，这种光线被广泛用来研究星系中的恒星形成活动。

在再电离（reionization）阶段，大量的中性氢气体包围着这些恒星形成活跃的区域，它们被称为恒星苗圃（stellar nurseries）。

而星系与星系之间，也填充着更多的中性气体，这些气体可以非常有效地吸收和散射这种氢辐射，因此天文学家早就预言，在宇宙早期释放出的大量莱曼-α 辐射在今天应该是观测不到的。

根据上述理论，宇宙初期星系中释放出的大量 Lyman-α 辐射光是无法被观测到的，应该被已被恒星形成活跃区域周围的大量中性氢气吸收或散射掉了。

不过天文学家依然观测到极早期氢发射的例子，因此引发了本文开篇的谜题。

一支国际天文小组利用 NASA/ ESA / CSA 詹姆斯・韦伯太空望远镜的 NIRCam 仪器，在有“无法解释”氢辐射的星系周围，观测发现了一些微弱的小天体。

天文学家再结合对宇宙早期星系的先进模拟，最终揭开了这个问题的答案，相邻星系的混乱合并是这种氢辐射的来源。

这次的发现不仅仅是对一种天文现象的解释，它还深刻地影响了我们对宇宙早期星系演化过程的理解。通过对这些星系合并过程的进一步观测，天文学家希望能更加深入地理解宇宙的发展历程。