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宇宙第一代恒星是怎麼誕生的

圖文更新时间:2024-11-27 01:17:54

作為一名天文學家，相信這是大多數人的夢想：那就是希望看到宇宙中最早的恒星和星系！

但是，真的很難！當你所觀測的天體目标是一些簡單而明亮的存在時，很簡單，把你的望遠鏡對準它，然後等着大量的光子湧進來，進而觀測到。但是，當你試圖研究宇宙中出現的第一批恒星。它們離我們太遠，太暗，無法用望遠鏡直接觀測。即使是著名的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡也隻能觀測到第一批星系，那是由數千億顆恒星聚集而成的光。到目前為止，我們還沒有觀測到第一顆恒星，這是一個很大的遺憾。

宇宙第一代恒星是怎麼誕生的（宇宙的第一顆恒星到底長什麼樣）1

在第一批恒星形成之前(确切的日期還不确定，因為我們還沒有觀測到它，但我們懷疑它發生在大約130億年前)，宇宙幾乎完全由純淨的中性氫組成:單個電子與單個質子完美地結合在一起。

但随後，第一批恒星出現了，它們的高能輻射充斥了整個宇宙，大量的x射線和伽瑪射線充斥了宇宙。強烈的輻射撕裂了中性的氫，把它變成了我們今天在宇宙中看到的薄而熱的等離子體。這一過程被稱為再電離時代，開始時是一小塊一小塊的，最終像一堆奇怪的氣泡一樣吞沒了整個宇宙。

宇宙第一代恒星是怎麼誕生的（宇宙的第一顆恒星到底長什麼樣）2

所有這些都令人尤其是天文學家着迷，但天文學家如何才能真正探測到這個過程呢？他們可以通過一個中性氫的小技巧來做到這一點:它以一個非常特定的頻率發出輻射，1420mhz，相當于21厘米的波長。在第一批恒星形成之前，中性氣體以一桶的重量釋放出這21厘米的輻射，随着宇宙變成等離子體，輻射信号逐漸減弱。但是我們要注意兩點，那就是這個信号非常微弱，而且宇宙中無數的其他東西都發出類似頻率的輻射，包括我們地球上的無線電。

宇宙第一代恒星是怎麼誕生的（宇宙的第一顆恒星到底長什麼樣）3

要從豐富的宇宙信号中分辨出惱人的噪音，需要收集大量的數據，還要在天文的混亂頻率中篩選21厘米的幀。我們目前還沒有能力進行探測，我們隻能等待下一代的射電望遠鏡，如平方公裡陣列。但目前的天文台，如西澳大利亞州的默奇森·維德菲爾德陣列正在奠定所有必要的基礎。

包括首次傳送200tb的數據，幸運的是，目前世界上一些最強大的超級計算機正在分析這些數據，期待有進一步的發現！

宇宙第一代恒星是怎麼誕生的（宇宙的第一顆恒星到底長什麼樣）4

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