《科学》:天文学家发现宇宙中最古老的氧 距今约131亿年

王兴

作者：Yuki Yamaguchi

来源：《科学》

发布时间：2016/6/23 15:34:03

天文学家发现宇宙中最古老的氧
距今约131亿年



天文学家探测到宇宙最古老的氧。图片来源：NAOJ

一项新的研究表明，宇宙中已知最古老的星系之一可能同时蕴藏着迄今发现的最古老的氧。一个国际天文学小组16-6月16日报告说，他们探测到了宇宙中最古老氧的清晰信号，它来自于距地球约131亿光年的一个星系，这说明宇宙诞生仅7亿年就出现了氧。

这个大规模的恒星群——被称为SXDF-NB1006-2——位于距离地球约131亿光年的地方。在2012年被日本天文学家发现时，SXDF-NB1006-2是当时已知最古老的星系（这一纪录自那时起多次被刷新）。

当第一次观测到这个古老星系时，天文学家还注意到该星系拥有一个由电离氢构成的光环，而这意味着来自星系恒星的辐射流的能量足以剥离该区域空间中原子的电子。

如今，对该星系红外光的一个特定波长的新的观测证明了那里存在着失去了两个电子的氧原子。

日本、美国和欧洲的研究人员在当天出版的《科学》杂志上报告了这一发现。研究人员借助在智利的大型射电望远镜阵“阿塔卡马大型毫米波／亚毫米波天线阵”完成了这项研究。

由于宇宙中的所有元素都比氢、氦和锂更重（这3种元素由恒星内核中的核聚变所形成，随后通过超新星爆发散落到宇宙中），因此这一发现表明该星系在天文学家如今所观测到的年龄已经足以至少完成一代恒星的形成、生长与死亡。

但是研究人员强调，贯穿星系的波长范围内缺乏红外光辐射的事实表明，那里只有非常少的尘埃吸收并重新反射恒星的辐射。

研究人员推测，可能还有许多具有同样年龄的其他星系拥有氧光环，探测并分析它们将为了解早期宇宙中恒星及星系如何形成及演化提供帮助。

研究人员说，电离氧信号表明这个星系中已经有很多质量为太阳数十倍的巨大恒星形成，它们发出强烈的紫外光，使氧原子发生电离。这项新发现为研究“宇宙再电离”时期打开一扇新窗户。

一般认为，宇宙诞生于距今约138亿年前的大爆炸。紧接着大爆炸后的一段时期，物质粒子全部以高温离子形态存在，但随着宇宙不断膨胀和冷却，质子和电子会结合形成不带电的氢原子，宇宙由此进入平静的“黑暗时期”。之后，宇宙再次发生电离，合成氧和碳等重元素，最终形成了现在的宇宙。但再电离是怎么发生的，一直没有明确答案。

研究人员说，他们在这个星系中没有发现碳存在的信号，由重元素形成的尘埃也很少。负责研究的大阪产业大学副教授井上昭雄据此猜测，可能有“不同寻常的事件”导致这个星系的所有气体高度电离化。

研究人员接下来计划进一步观测这个星系，以了解电离氧在其中的分布与运动情况。（中国科学报 赵熙熙）

http://science.sciencemag.org/co ... /15/science.aaf0714



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