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天文学家测得宇宙早期温度

  天文学家终于逮到了早期宇宙的关键数据,这一天,他们已经等待了25年。通过对一个遥远星系中的气态云进行研究,一个国际研究小组发现,这些气体的温度与模型对早期宇宙的模拟结果几乎完全吻合。这一发现证明了这些模型正在正确的轨道上运行,并且提供了几乎牢不可破的关于宇宙大爆炸的假设。

  天文学家已经研制出了复杂的模型,用来解释137亿年前的宇宙大爆炸后到底又发生了什么。天文学家的观测结果大体上都支持这些模型,其中包括对大爆炸传播产生的热量的测定。然而,依然存在一些未解之谜,例如星系为什么在原子形成后仅仅用了20亿年便形成了。天文学家同时还不清楚这些模型对于宇宙在最早期的冷却和膨胀是否适用。

  一个国际研究小组利用欧洲南方天文台的超大望远镜阵列观测了一个非常遥远的星系中的气态云。这些气态云距离地球是那样的远——大约110亿光年,因为根本无法直接观测。为了解决这个难题,研究小组选择了位于地球和一颗更远的类星体——宇宙中最亮的天体——之间的排列完美的气态云作为研究对象。其中,类星体的作用相当于照亮气态云的灯塔。

  研究人员在5月12日出版的《天文学与天体物理学》杂志上报告说,他们在这些云团中发现了一氧化碳分子和两种氢分子。并且通过指示分子在云团内运动的数据,研究人员计算出了云团的温度为9.15K。这几乎与模型的预测结果完全吻合。

  主持这项研究的印度普纳市因特尔大学天文学与天体物理学中心的天体物理学家Raghunathan Srianand指出,这些数据同时揭示了许多星系中恒星形成的信息。他说,在特定的化学构成、温度和气体密度下,“这个星系中的恒星形成速度一定是银河系中恒星形成速度的5倍”,这也就解释了为什么早期星系的形成速度是如此之快。

  天体物理学家对这一发现表现出了极大的热情。美国普林斯顿大学的David Spergel表示,大量一氧化碳和氢的数据“为研究早期宇宙中的恒星形成机制打开了一扇新的窗口”。马里兰州巴尔的摩市空间望远镜科学研究所的Mario Livio强调,这是一项“美妙的发现”,因为它提供了比之前观测结果还要早的宇宙进化的新信息。奥斯汀市得克萨斯大学的Volker Bromm则认为,这是一项“非常棒的工作”,它很好地预示了科学家将在遥远的星系中发现更多的分子。(来源:科学时报 群芳)

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