
顯示從不同距離的星系探測無線電波的插圖。(圖片來源:Swadha Pardesi)

被稱為“愛因斯坦十字架”的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡圖像顯示了來自遙遠(yuǎn)類星體的光,因為它被附近的到自電信
杭州外圍(外圍預(yù)約)外圍女聯(lián)系方式(微信189-4469-7302)一二線熱門城市上門星系彎曲,充當(dāng)引力透鏡。最遙(圖片來源:NASA/ESA/STSci)
(神秘的遠(yuǎn)星地球uux.cn)據(jù)美國太空網(wǎng)(作者:羅伯特·李):探測到來自最遙遠(yuǎn)星系的特殊無線電波長意味著天文學(xué)家可能已經(jīng)準(zhǔn)備好研究最早的恒星是如何形成的。
天文學(xué)家已經(jīng)探測到來自最遙遠(yuǎn)星系的無線無線電信號。
該信號是天文探測在稱為“21厘米線”或“氫線”的特殊且重要的波長下檢測到的,該波長由中性氫原子發(fā)射。學(xué)家系印度的到自電信巨型米波射電望遠(yuǎn)鏡從如此遙遠(yuǎn)的星系探測到氫線 - 因此在宇宙中如此之早 - 可能意味著天文學(xué)家準(zhǔn)備開始研究最早的恒星和星系的形成。
來自恒星形成星系SDSSJ0826 + 5630的最遙信號是在我們138億年前的星系只有49億年的時候發(fā)出的。該信號使天文學(xué)家能夠測量星系的遠(yuǎn)星
杭州外圍(外圍預(yù)約)外圍女聯(lián)系方式(微信189-4469-7302)一二線熱門城市上門氣體含量,并發(fā)現(xiàn)它的無線質(zhì)量是早期星系可見恒星的兩倍。
星系在很寬的天文探測無線電波長范圍內(nèi)發(fā)射電磁輻射或光,但到目前為止,學(xué)家系21厘米波長的到自電信無線電波只能從附近看到,因此是最近的星系源。
“這相當(dāng)于回顧了88億年的時間,”主要作者和麥吉爾大學(xué)物理系博士后宇宙學(xué)家Arnab Chakraborty在一份聲明中談到這一突破時說。“一個星系發(fā)出不同類型的無線電信號。到目前為止,只能從附近的星系捕獲這種特殊信號,將我們的知識限制在離地球更近的星系上。
從更遙遠(yuǎn)的星系發(fā)現(xiàn)這些波長的困難是由于這樣一個事實,即當(dāng)來自早期星系的電磁輻射傳播到地球很遠(yuǎn)的距離時,宇宙的膨脹會拉伸其波長并導(dǎo)致其能量減少。這意味著地球上的望遠(yuǎn)鏡需要自然的推動才能看到長波長,低能量的無線電波,如氫線信號。
然而,該團(tuán)隊能夠使用一種現(xiàn)象進(jìn)行破紀(jì)錄的探測,這種現(xiàn)象是廣義相對論的一部分,愛因斯坦的幾何引力理論于1915年首次提出。
引力是早期宇宙的窗口
廣義相對論認(rèn)為,質(zhì)量扭曲時空的物體類似于放置在拉伸橡膠板上的球在中心將其壓重,就像在那個類比中一樣,質(zhì)量越大,曲率越極端。
這意味著像黑洞或星系這樣巨大的物體會導(dǎo)致時空的極端曲率,就像保齡球會導(dǎo)致類比中橡膠板的極端曲率一樣。
這種時空彎曲導(dǎo)致光彎曲,因為它經(jīng)過質(zhì)量巨大的物體。當(dāng)質(zhì)量巨大的前景或透鏡物體位于觀察者和背景光源之間時,就會發(fā)生一種稱為引力透鏡的現(xiàn)象,導(dǎo)致來自背景物體的光彎曲并采取不同的路徑穿過和圍繞透鏡物體。這不僅可以使單個物體出現(xiàn)在天空中的多個點上,而且還可以具有放大這種光線的效果。
在SDSSJ0826+5630的情況下,無線電波信號被早期星系之間的另一個星系放大,作為透鏡體。“這有效地導(dǎo)致信號放大30倍,允許望遠(yuǎn)鏡拾取它,”印度科學(xué)研究所物理系的共同作者和副教授Nirupam Roy說。
天文學(xué)家團(tuán)隊認(rèn)為,對來自這個早期星系的氫線信號的探測表明,在宇宙的早期時期觀測來自其他遙遠(yuǎn)星系的無線電信號是可行的。
這反過來可能開辟一種使用長波長射電望遠(yuǎn)鏡探測恒星和星系演化的新方法,以及早期宇宙如何演變成我們在當(dāng)前時代看到的宇宙。
該團(tuán)隊的研究在皇家天文學(xué)會月刊上發(fā)表的一篇論文中有詳細(xì)說明。
相關(guān):揭開早期宇宙的秘密:天文學(xué)家捕捉到來自遙遠(yuǎn)星系的無線電信號
(神秘的地球uux.cn)據(jù)cnBeta:恒星是如何在遙遠(yuǎn)的星系中形成的?長期以來,天文學(xué)家們一直試圖通過探測附近星系發(fā)出的無線電信號來回答這個問題。然而,星系離地球越遠(yuǎn),這些信號就越弱,使得目前的射電望遠(yuǎn)鏡很難捕捉到。
現(xiàn)在,來自蒙特利爾和印度的研究人員從迄今為止最遙遠(yuǎn)的星系中捕捉到了一個特定波長的無線電信號,被稱為21厘米線,使天文學(xué)家能夠窺探早期宇宙的秘密。在印度的巨型元波射電望遠(yuǎn)鏡的幫助下,這是第一次在如此大的距離上探測到這種類型的無線電信號。
"一個星系會發(fā)出不同種類的無線電信號。直到現(xiàn)在,我們只可能從附近的星系中捕捉到這種特殊的信號,將我們的知識限制在那些離地球較近的星系中,"麥吉爾大學(xué)博士后研究員Arnab Chakraborty說,他由Matt Dobbs教授指導(dǎo)。
"但是多虧了一種自然發(fā)生的現(xiàn)象--引力透鏡的幫助,我們可以從破紀(jì)錄的距離捕捉到一個微弱的信號。這將有助于我們了解距離地球更遠(yuǎn)的星系的構(gòu)成。"
研究人員首次能夠探測到來自一個被稱為SDSSJ0826+5630的遙遠(yuǎn)的恒星形成星系的信號,并測量其氣體成分。研究人員觀察到這個特殊星系的氣體含量的原子質(zhì)量幾乎是我們可見的恒星質(zhì)量的兩倍。
研究小組檢測到的信號是從這個星系發(fā)出的,當(dāng)時宇宙只有49億年的歷史,使研究人員能夠一窺早期宇宙的秘密。在麥吉爾大學(xué)物理系研究宇宙學(xué)的Chakraborty說:"這相當(dāng)于回看了88億年的時間。
"引力透鏡放大了來自遙遠(yuǎn)物體的信號,幫助我們窺視早期宇宙。在這個特定的情況下,信號因目標(biāo)和觀察者之間存在另一個大質(zhì)量物體,即另一個星系而發(fā)生彎曲。"共同作者、印度科學(xué)研究所物理系副教授Nirupam Roy說:"這有效地導(dǎo)致信號放大了30倍,使望遠(yuǎn)鏡能夠接收到它。"
據(jù)研究人員稱,這些結(jié)果證明了用引力透鏡觀察類似情況下的遙遠(yuǎn)星系的可行性。它還為用現(xiàn)有的低頻射電望遠(yuǎn)鏡探測恒星和星系的宇宙演化提供了令人興奮的新機(jī)會。