我國科學家在“宇宙再電離”研究中取得進展

近日，中國科學院上海天文臺科研團隊通過分析哈勃空間望遠鏡觀測數據，發現一例121億光年之外（紅移3.8）、具有萊曼電離光子逃逸的星系。該星系的發現為探索星系驅動宇宙再電離過程提供了理想的研究對象。相關研究成果日前在國際學術期刊《天體物理學雜志通訊》發表。

宇宙再電離過程發生在約130億年前，涉及宇宙中第一代天體的誕生和整體宇宙的最后一次重大相變。該過程中，宇宙中最豐富的元素“氫”在整體中性氫的環境里，在第一代恒星、星系和黑洞所產生的紫外光子的電離作用下，變成了整體電離氫。因此，宇宙再電離研究是當前天文學前沿的領域之一。韋布空間望遠鏡和下一代平方公里陣列射電望遠鏡都將“宇宙再電離”納入核心科學目標。

該研究中，科研人員利用空間紫外深場數據對一批具有強發射線的星系進行系統搜索，并發現其中一個星系在哈勃紫外深場圖像上具有信噪比超過5的探測。根據該星系的紅移（3.797）可知，該信號來自萊曼電離光子輻射，說明該星系較可能具有萊曼電離光子逃逸現象。科研團隊介紹，通過進一步研究發現，該星系的譜線形狀和光譜能量分布均符合萊曼電離光子逃逸星系的特征，還發現該星系周圍環境比較特殊，其附近存在的類星體等電離源極有可能對視線方向上的中性吸收體進行了電離，使得該星系的萊曼電離光子比其他星系更容易被我們觀測到。綜合這些證據，認為該星系屬于現有觀測中罕見的高紅移萊曼電離光子逃逸星系。