我国科学家在“宇宙再电离”研究中取得进展

近日，中国科学院上海天文台科研团队通过分析哈勃空间望远镜观测数据，发现一例121亿光年之外（红移3.8）、具有莱曼电离光子逃逸的星系。该星系的发现为探索星系驱动宇宙再电离过程提供了理想的研究对象。相关研究成果日前在国际学术期刊《天体物理学杂志通讯》发表。

宇宙再电离过程发生在约130亿年前，涉及宇宙中第一代天体的诞生和整体宇宙的最后一次重大相变。该过程中，宇宙中最丰富的元素“氢”在整体中性氢的环境里，在第一代恒星、星系和黑洞所产生的紫外光子的电离作用下，变成了整体电离氢。因此，宇宙再电离研究是当前天文学前沿的领域之一。韦布空间望远镜和下一代平方公里阵列射电望远镜都将“宇宙再电离”纳入核心科学目标。

该研究中，科研人员利用空间紫外深场数据对一批具有强发射线的星系进行系统搜索，并发现其中一个星系在哈勃紫外深场图像上具有信噪比超过5的探测。根据该星系的红移（3.797）可知，该信号来自莱曼电离光子辐射，说明该星系较可能具有莱曼电离光子逃逸现象。科研团队介绍，通过进一步研究发现，该星系的谱线形状和光谱能量分布均符合莱曼电离光子逃逸星系的特征，还发现该星系周围环境比较特殊，其附近存在的类星体等电离源极有可能对视线方向上的中性吸收体进行了电离，使得该星系的莱曼电离光子比其他星系更容易被我们观测到。综合这些证据，认为该星系属于现有观测中罕见的高红移莱曼电离光子逃逸星系。