〔編譯陳成良／綜合報導〕宇宙初期曾是一片黑暗混沌。科學家藉由哈伯（Hubble）和韋伯（James Webb）太空望遠鏡，揭開了宇宙黎明時期（Cosmic Dawn）光子起源的謎團：體積微小的矮星系，竟是點亮早期宇宙的關鍵。
科學新聞網站《Science Alert》報導，宇宙誕生後約38萬年，這段被稱為宇宙黎明的時期，宇宙中充滿了中性氫氣，光線難以穿透。科學家們一直好奇，究竟是什麼力量讓宇宙擺脫黑暗迎來光明？這項最新發表於《自然》（Nature）期刊的研究指出，矮星系在宇宙再電離過程中扮演關鍵角色，推翻了過去的認知。
在宇宙大爆炸（Big Bang）後的數分鐘內，宇宙充滿了高溫、高密度的電漿霧，光線無法穿透。約30萬年後，宇宙冷卻，質子和電子結合形成中性氫氣和少量氦氣。雖然光線可以穿透中性氣體，但早期宇宙缺乏光源。
第一批恆星誕生後，輻射出強大能量，使電子脫離原子核，再次將氣體電離。此時宇宙已大幅膨脹，氣體密度降低，光線終於得以穿透。約在大霹靂後 10 億年，宇宙完全再電離，光明遍佈宇宙。
過去，科學家認為大型星系或巨大黑洞才是宇宙再電離的主要驅動力，但由巴黎天文物理研究所（Institut d’Astrophysique de Paris）天文物理學家阿泰克（Hakim Atek）領導的國際團隊，利用韋伯和哈伯太空望遠鏡的數據觀測阿貝爾 2744 星系團（Abell 2744），有了驚人的發現。
阿貝爾2744星系團質量巨大，其周圍的時空會扭曲，形成「重力透鏡效應」（Gravitational Lensing），放大穿過該區域的光線，讓科學家能觀測到宇宙黎明時期的矮星系。
研究團隊取得這些矮星系的光譜數據後，發現它們的亮度遠超預期，數量也比大型星系多出許多。研究顯示，矮星系數量是大型星系的 100 倍，它們的輻射總量是大型星系電離輻射的 4 倍。
「別小看這些矮星系，它們就像宇宙的發電機，集體釋放的能量足以完成再電離的過程。」阿泰克表示。
目前，這項研究只觀測了一小部分天空，研究團隊還需要觀測更多重力透鏡區域，以取得更廣泛的早期星系樣本。
澳洲斯威本科技大學（Swinburne University of Technology）的天文物理學家南亞卡拉（Themiya Nanayakkara）表示：「韋伯太空望遠鏡帶我們進入了未知的領域，這項研究也帶出了更多我們需要回答的問題，以探索宇宙的起源和演化。」
2024/11/10 09:28
轉載自自由時報電子報: https://news.ltn.com.tw/news/novelty/breakingnews/4858061
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