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我国科学家领衔发现最遥远的原初星系团
2021-01-27
中国科学报

  中国科学技术大学发起包括中国、美国、智利三国天文学家参加的“宇宙再电离时期的莱曼阿尔法星系”(英文缩写LAGER)研究项目近期使用安装于智利CTIO天文台4米口径望远镜的超大视场暗能量相机,发现了宇宙中已知最遥远的原初星系团LAGER-z7OD1。相关成果1月26日发表于《自然—天文》。

  宇宙大爆炸后,随着宇宙逐渐冷却,质子和电子结合形成中性氢,由于中性氢对紫外光子的吸收,宇宙进入黑暗时期。随着宇宙中第一代恒星和星系形成,它们发出的紫外光子开始电离周围的中性氢,形成一个个电离泡。随着电离泡逐渐扩大并合,整个宇宙重新变得透明。

  天文学家预期宇宙再电离时期的星系是强莱曼阿尔法(Lyα)发射线天体,可以用窄波段成像法高效探测,Lyα光子会被星系际弥散的中性氢原子散射,观测到的发射线强度和轮廓依赖于再电离程度,Lyα发射线星系是探测宇宙再电离和宇宙早期星系的强有力手段。

  LAGER项目组致力于搜寻红移~7的Lyα发射线星系,他们通过分析窄波段选的星系候选者空间分布,发现一个红移~6.9、由21个Lyα发射线星系组成的过密区域LAGER-z7OD1。

  项目组利用智利麦哲伦望远镜确认这是一个有光谱证认的最遥远的原初星系团,它所处的宇宙年龄仅有7.7亿年。同时,成员星系电离泡总体积与原初星系团体积相当,即这些电离泡刚完成并合成为巨电离泡。

  这项发现不仅仅是创造了一个红移记录,同时为宇宙再电离过程和电离泡的后续深入研究提供了绝佳的观测目标。

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