艺术想象图：127亿光年外的巨型原初星系团

　　记者 倪思洁

　　在到达地球此前，这束光走了127亿年。漫长的跋涉，加上宇宙的膨胀延伸，让它的能量微弱而暗淡。

　　同时，地球，智利拉斯坎帕纳斯天文台。麦哲伦天文望远镜“卖力”地发展星系光谱巡天。科学家们正借助这台设施，构建一种高红移星系数据库，以期解开宇宙演化造成之谜。

　　偶然的一瞬，这束微弱的光与望远镜光谱仪上的探测器相遇。一种显著而确定的峰值显露在北京大学天文学家江林华眼前。

　　江林华及北大科维理探讨所团队发觉，这束光来源一种庞大原初星系团，它终归会演化成一种约3600万亿倍太阳品质的星系团。10月15日，这一发觉在线发表于《当然—天文》。

　　追寻宇宙“幼升小”时的模样

　　江林华的事业有点相似于“宇宙考古”——寻觅宇宙中最遥远的星系，探寻宇宙“小时刻”的模样。

　　和全部生物一样，宇宙也曾是个“宝宝”。一直以来，科学家以为，宇宙是在约137亿年前由一次大爆炸造成的。

　　大爆炸之初，婴儿期的宇宙处于极高温、极高压状况，唯有光子、质子、中子等根本粒子。以后，宇宙渐渐冷却，花了几十万年时间造成了原子等根本物质构造。当时候的宇宙一片黑暗，无太阳，无星星。

　　假如说今日的宇宙是个百岁老人，那末，宇宙在大概7岁，也便是在“幼升小”的年纪时，显露了一次重要浮动——在引力效用下，宇宙大尺度构造最初造成，最原始的恒星、星系、黑洞显露，宇宙被点亮了。

　　江林华感兴趣的难题之一，正是宇宙是怎样达成“幼升小”的，包括“宇宙中首批天体如何显露”“最原始的宇宙大尺度构造是怎样造成的”“宇宙从黑暗到明亮的过渡是什么时候达成的”……

　　这点难题尚没有确定的谜底。之是以如许，是由于观测数据局限，统算口径不一。想解决这点难题，就要依赖高探测能力的天文望远镜，在现在明亮的宇宙中“淘”出更多百亿年前留住的、远超人眼可观看范畴的微弱光芒。

　　2014年9月，江林华带着在美国求学时积累的观测经历和合作资源，回到北京大学。第二年，他和北大的科研团队一同，借助科技部要点研发名目和国度当然科学基金委等名目资助，依靠位于智利的麦哲伦天文望远镜，最初了创建星系样本库的征途。

　　依照江林华的预期，这种样本库将为探讨宇宙“幼升小”的历史提供数据支撑。样本库中的星系不但全来自于宇宙“幼升小”年代的星系候选体，况且要通过光谱确证，测出距离地球的精准距离。

　　偶遇一束从远古走来的光

　　2017年的一天，麦哲伦天文望远镜的探测器对准了一块不算大（约4平方度，近似于5个满月尺寸）的天区，接下来把“视觉”向更深处望去，为的是从日前星系团候选体中筛选出确定者，并确定他们的位子。

　　以后，数据剖析人士不测地发觉，光谱图在红移5.7的位子上显露了一种不在计划中的峰值。

　　“红移”是天文学家们用以判断光“跋涉”了多远的用具。

　　通常来讲，光刚被发射出去时，具备较高的能量，经验了漫长的传导和宇宙体积延伸后，能量下降。而光谱仪可行分辨出光的能量，并判断光从刚发出于今的时间和距离。红移越高，就讲明光源距离地球越远。

　　盯着这种峰值，江林华想看一看这束红移5.7的光是何方神圣。

　　“红移5.7”正在对应着距今127亿年前，当时候的宇宙距离大爆炸的时间大约在10亿年，宇宙处在“幼升小”的年纪。“那么巧！”江林华感概。

　　以后的探讨结果，让它们更为惊叹——这束光来源一种庞大的原初星系团，或许说星系团的庞大前身。

　　经过天体物理学理论剖析和计算机数值模拟，科研团队发觉，这种庞大的原初星系团终归会“百分之百地”“不可幸免地”进行成一种约3600万亿倍太阳品质的星系团。

　　宇宙早期已知的第一大品质原初星系团

　　这可能是宇宙早期已知的第一大品质的原初星系团，但同一时间，这也是一种异常。

　　“它就像一座都市，星系密度很高，是统一时代其它地域星系密度的近7倍。”江林华说，日前尚未发觉在宇宙早期会有如许大尺度和高密度的构造。

　　依照准则宇宙模子的预言，宇宙中大尺度构造的造成相似于滚雪球，小的构造经过合并，造成很大的构造。也便是说，第一大的构造常常造成于宇宙演化的后期，如许大的原初星系团在宇宙少年时期不太可能存留。

　　但是，新发觉的这种巨型原初星系团却显露在宇宙“幼升小”的年纪。“这表达宇宙很早就有了大尺度的构造。”江林华说。

　　这样的异常，以前引起过论文评审人的担心。4月16日，《当然—天文》杂志收到论文后，组织了3位评审人对文章发展评审。

　　3个月后，杂志副主编Marios Karouzos在向江林华反馈审稿意见时说：“3位评审人对您提供的数据和剖析感官深切，但它们也对结论的力度提议了少许担心。”

　　此中一名评审人说：“这点发觉很有趣，但须要更为强有力的剖析陈述。”

　　在评审行家的提议下，科研人士对论文探讨方法、图表等的陈述修改改善，终归获得评审行家的认可，论文在9月4日被正规接收。

　　江林华显示，他的科研团队还将采纳多波段观测伎俩，进一步探讨这种原初星系团的里面构造，同一时间，它们也期待着望远镜技艺和数值模拟技艺水准再上一种台阶，以帮助它们经过很大范围的巡天，寻到更多与这次相似的原初星系团，改善人类对宇宙构造造成的认知。

　　论文相干消息： DOI：10.1038/s41550-018-0587-9

　　《华夏科学报》 (2018-10-17 第1版 要闻)

来自：华夏科学报

作者：倪思洁

编辑：曾映雪