130亿年前的银河系使当地的银河系中间媒介电离

天文学家发现了一个发光的星系,它是在大爆炸发生仅8亿年后,就对其周围的气体进行了电离的行为而陷入的。该研究由Romain Meyer博士领导。英国伦敦UCL的一名学生今天在欧洲天文协会(EAS)的虚拟年度会议上发表了演讲。

研究130亿年前形成的第一个星系对于了解我们的宇宙起源至关重要。银河系外天文学当前的热门话题之一是“宇宙电离”,即银河系间气体被电离(原子被剥夺电子)的过程。宇宙电离类似于未解决的谋杀案:我们有明确的证据,但是是谁做的,如何以及何时做的?我们现在有强有力的证据表明,氢离子化大约在130亿年前(即宇宙的前十亿年)就完成了,而离子化气体的气泡却在缓慢地生长和重叠。然而,直到现在,能够产生这种电离氢气泡的物体仍然是神秘的:发光银河系的发现其中60-100%的电离光子逸出,可能是造成其局部气泡电离的原因。这表明该案已接近解决。

宇宙离子化的两个主要嫌疑人通常是:1)大量微弱的星系,它们泄漏了约10%的高能光子,以及2)发光星系的“寡头”,其中光子的百分比更高(> 50%)星系。无论哪种情况,这些第一个星系都与今天的星系有很大不同:本地宇宙中的星系是非常低效的泄漏器,只有不到2-3%的电离光子逸出了它们的宿主。为了了解哪个星系控制了宇宙的离子化,天​​文学家必须测量在离子化时代中所谓的星系逃逸率。

从激发的氢原子发出的光(所谓的莱曼-阿尔法线)的检测可用于推断逃逸的光子的分数。一方面,这种探测是罕见的,因为电离时代的星系被吸收该特征氢发射的中性气体所包围。另一方面,如果检测到此氢信号,则表示是一个用于较大电离气泡的“烟枪”,这意味着我们已经捕获到一个将周围环境电离的星系。气泡的大小和星系的光度决定了它是造成这个离子化气泡的唯一原因,还是需要看不见的帮凶。

在大爆炸之后的8亿年发现了一个发光的星系,这支持了一个“寡头”明亮泄漏者发射出大部分电离光子的场景。迈耶说:“这是我们第一次可以指出一个负责产生电离气泡的物体,而无需来自看不见的星系的贡献。” “即将到来的詹姆斯·韦伯太空望远镜的其他观察将使我们能够进一步研究未解决的宇宙电离事件的最佳嫌疑人之一。”

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