韋布發現大爆炸后3.3億年宇宙再電離早期跡象
丹麥科學家通過詹姆斯·韋布空間望遠鏡（JWST）檢測到了已知最早的處于再電離過程中的星系之一。該發現將宇宙再電離（早期宇宙發生的重要轉變）的發生時間推至大爆炸之后至少3.3億年。相關研究3月27日發表于《自然》。
在極熱的宇宙大爆炸后，宇宙逐漸冷卻，直至自由質子和電子結合為中性（無電荷）氣體，其中大部分為氫和氦，這段時期有時被稱為宇宙黑暗時代。
第一批星系點亮了宇宙。尤其是，特定紫外波長的光子（即所謂萊曼連續區）被中性氫吸收，而較短波長的光子則會將氣體再電離，使宇宙對萊曼光子變得透明，并使之能穿透到地球。這一時間被稱為宇宙再電離，其發生時間尚不確定。
JWST的近期觀察發現了在宇宙年齡不到3億年時就產生紫外輻射的明亮星系，但缺乏關于再電離的直接證據。
哥本哈根大學玻爾研究所的Joris Witstok 和同事報告稱， JWST觀測到宇宙大爆炸后僅3.3億年，一個星系（被命名為JADES-GS-z13-1-LA）就出現了再電離信號。
這一明亮發射被認定為Lyman-α，是中性氫從激發狀態轉變為基態的信號。這意味著這個星系產生了足夠的紫外光子來激發中性氫，而且在它與地球之間幾乎沒有中性氫，來重新吸收氫回到穩定、最低能量狀態時釋放的Lyman-α光子。
研究者指出，這一再電離的可能來源要么是大質量熱恒星，要么是超大質量黑洞。他們總結說，這些發現為了解最早星系的性質帶來了新見解，有助于縮小宇宙再電離的開始和時間線范圍。
GOODS-S 區域中的 JADES-GS-z13-1（NIRCam 圖像，帶注釋）。深空區域被許多形狀各異的星系覆蓋，顏色從藍色到白色再到橙色，還有一些附近的恒星。左側的方框內放大了顯示了一個非常小的正方形。正中央有一個用線條標記的紅色點，即一個遙遠的星系，并標注了“紅移（z）_13”，表明其距離非常遙遠。兩個更大的星系分別標注為“z_0.63”和“z_0.70”。圖片來自：哥本哈根大學
JADES-GS-z13-1（NIRCam特寫）。深空的一個小區域放大。可以看到許多形狀各異的星系，其中大部分都很小，但有兩個星系很大，而且非常明亮。在正中央有一個小紅點，那是非常遙遠的星系。兩束光從左側進入——這是衍射尖峰，是視覺偽像，由附近一顆剛剛超出視野的明亮恒星引起 。圖片來自：哥本哈根大學
相關論文信息：
https://doi.org/10.1038/s41586-025-08779-5
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