图片说明：一位艺术家关于一颗早期星系的印象： 充斥着恒星形成和死亡的剧烈活动，使得明显可见的可定义结构有所缺失。

美国宇航局斯皮策太空望远镜的观测显示，早期宇宙中的一些星系比宇宙学家预测的要亮得多。该发现发表于皇家天文学会月刊上，并在预印本服务器arXiv上全文提供，为宇宙早期发展阶段中最难理解的阶段之一，Reionisation时代，提供了线索。

这一时期始于大爆炸后约30万年，并在70万年后完成。在此之前，宇宙主要由中性氢气组成，这些中性氢气很快就开始凝聚形成第一颗恒星。这些早期恒星与宇宙十亿年后努力创造的大量恒星非常不同。 它们的特别之处在于，它们仅仅由氢和氦原子组成。

第二代年轻恒星掺入了少量的“重”元素，如碳，氧和氮，但与后来的元素相比仍然非常元素稀缺。尽管如此，非常早期的恒星仍能在光谱中发射射线。 具有长波长的辐射，例如无线电波和可见光，能够非常容易地穿过充满中性氢原子的巨大星际介质。

然而，较短波长的辐射，例如紫外线，X射线和伽马射线，发射的难度更大，并会被撞击成氢原子。 它们用剥离电子的力量做到了这一点- 剥去了电子，从而使它们电离。这样一种尚未完全被理解的方式，促使宇宙发展成今天的闪亮明星，星光熠熠的实体。

图解：天文学家发现了早期宇宙中最微弱暗淡的星系

对于宇宙学家来说，解开这个谜团的核心之一就是要找到一个足够大的光源来产生足够的短波辐射，以便在相对较短的时间内对整个星系进行电离。现代恒星不释放大量的电离辐射，因此它们的遥远先祖也很可能没有。 有人提出了类星体的假说，但最终也没有人知道真正的事实。

“这是观察宇宙学中最大的开放性问题之一，”来自瑞士日内瓦大学的Stephane De Barros说，他是最新研究的主要作者。 “我们知道它发生了，但是是什么导致了它？ 这些新发现可能是一个很大的线索。”有争议的结果来自斯皮策对天空中两个区域内135个遥远星系的观测。 望远镜对这两个地区进行了200多个小时的拍摄，捕捉到了130亿年前发出的光。

接着，科学家将观测结果与哈勃太空望远镜收集的档案数据相结合。令De Barros和他的同事惊讶的是，这些照片显示年轻的恒星比大家预期的要亮得多。 这种明亮并不局限于一个或两个星系 - 这些星系可能被归类为异常 - 而是呈现在所有星系中。

分析显示，古代星系中充满了年轻的大质量恒星 - 第二代主体主要由氢和氦组成，但含有少量较重的元素。亮度仅限于两种特定波长的红外光 - 由电离辐射与星系内的氢气和氧气相互作用产生。

研究结果的完整意义尚待确定，并且在一段时间内可能无法被知悉。 然而，这些发现能帮助宇宙学家更近一步地确定宇宙生长中关键阶段的机制。 “斯皮策的这些结果无疑是解决宇宙再电离谜团之路上的又一步，”共同作者Pascal Oesch说。 “我们现在知道，这些早期星系的物理条件与如今的典型星系非常不同。詹姆斯·韦伯太空望远镜的工作就是找出问题的详细原因。”

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. cosmosmagazine-ANDREW MASTERSON

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