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对我们的宇宙来说，第一颗恒星发出光的时候，是一个重大的时刻，但科学家却难以寻找这一时刻。  遥远古老的星系可以帮助科学家理解早期等离子态的宇宙。图源：NASA戈达德太空飞行中心 然而在新的研究中，一个天文学家团队发现了已知的最古老的星系。根据天文学家的说法，这些星系在宇宙只有6.8亿岁的时候就已经形成了。而且天文学家们还找到了证据，证明这些星系向它们周围发出了大量的紫外辐射。  这些紫外辐射形成了巨大的气泡，提升了中性气体的能量并使其电离，给了天文学家第一个关于宇宙重要的转换时期(再电离时期)的直观图像。 黎明之前 在很久之前，宇宙中没有一颗发光的恒星。宇宙在早期是十分均匀的：各处相同的平均密度，是一个有些无趣的世界。那时候的宇宙也是电中性的，不像宇宙刚诞生时那样。在更早的时候（均匀中性宇宙之前），在大爆炸后的几十万年内，我们的宇宙温度很高密度很大，呈等离子态，频繁的碰撞使电子和原子核（此时多为质子）不能形成原子。  但当宇宙年龄达到38万年的时候，这种状态终止了。因为宇宙膨胀的很快，温度也降低了很多，使得电子和原子核能够结合在一起形成了氢和氦。因此，光子不再被电子散射，能够大量的自由地向外传播，这也就是我们今天熟知的微波背景辐射（CMB）。 之后的百万年中，宇宙都保持这个中性的状态。但随着宇宙膨胀和冷却，微小的结构开始生长。气体在某些地方随机性地比其他地方密度更高，这一点点稍高的密度就使它们有更高的引力，把它们周围的物质吸引过来，使此处的密度更高。因为密度更高，引力作用就更大，能吸引更多的物质聚集过来，以此类推。逐渐地，很久之后，第一颗恒星和星系在黑暗的中性宇宙中成长起来。 宇宙黎明 我们不知道第一批恒星具体的形成时间，但我们知道，这是一个重大的时刻，因为当它们形成的时候，它们又把宇宙电离了。 你现在每天接触到的大部分东西都是由完整原子组成的，所有原子核都是毫无例外地被电子壳层包围，然后在优美复杂的化学作用下形成各种物质。但这种状态在宇宙中就不那么常见了，到目前为止，宇宙中大部分质量都处在等离子态中，就像很久以前那样，电子和原子核是分开的。比如，太阳和其他恒星都是等离子态，星云也是等离子态，恒星和星云之间的物质也是等离子态。 宇宙诞生38万年的时候，从等离子态过渡到中性状态。130多亿年后的现在，它的大部分物质又处在等离子态中，这中间一定发生了什么，一定有一些事使宇宙中的原子再次被电离了。考虑到这一点，我们从能看到的最古老的等离子态，观测到第一批恒星和星系出现在宇宙舞台上，无论是什么造成了这种“再电离”，它一定很早就发生了。  天文学家认为是第一代恒星（以及它们死亡时的超新星爆发）的极高能紫外辐射再次电离了宇宙，使它变为等离子态。但可惜的是，我们不知道这具体是什么时候发生的，即使是我们最强大的望远镜和最深空的巡天，都暂时还没有能看到这么遥远的能力。我们能清楚地看到极早期产生的宇宙微波背景辐射，能清楚地看到宇宙现在的样子，但在这两个时期之间的时间段，依然没有足够的观测。 我们不知道第一批恒星何时形成（天文学家称之为宇宙黎明），也不知道“再电离时期”具体是什么时候开始的。 膨胀的气泡 这种情况现在马上要改变了，通过对气体以及它们周围的观测，人们能够开始寻找更早期星系，对宇宙成长和演化的这个重要的时期更加深入地了解。最近，一个国际研究小组找到了三个极暗极小的星系，离我们难以置信地远。 这些小星系在宇宙只有6.8亿年的时候就已经完全形成了。这不是特别令人惊讶，我们之前也发现过同样古老的星系，但在这个研究中，研究者们加了点新料：通过观测这三个星系周围发出的辐射，他们发现这三个星系已经开始向周围喷射等离子态的气泡了。  换句话说，从这三个星系发出的辐射已经开始把它们周围的宇宙转化成等离子态，就像一个少年额头上的青春痘。这是第一个再电离时期正在进行的明显标志。虽然天文学家推断宇宙再电离时期在宇宙形成10亿年的时候就结束了，但没有人认为再电离时期会开始地这么早。  这些星系是即将上线的詹姆斯韦伯太空望远镜极好的目标，尤其对研究再电离时期的宇宙历史来说。如果这个结果能够成立，更多的再电离时期的例子能够被找到，我们也许就可以更好地理解宇宙这个古老而充满激烈变化的过渡时期。 参考资料 1.Wikipedia百科全书 2.天文学名词 3.Paul Sutter-xeno 如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除 转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处 翻译：天文志愿文章组-快速翻译小分队 联合署名：xeno 审核：天文志愿文章组- 排版：零度星系 参考资料 1.WJ百科全书 2.天文学名词 3.原文来自：https://www./when-did-the-universe-wake-up.html 本文由天文志愿文章组-xeno翻译自Paul Sutter的作品，如有相关内容侵权，请于三十日以内联系运营者删除。 注意：所有信息数据庞大，难免出现错误，还请各位读者海涵以及欢迎斧正。 结束，感谢您的阅读与关注全文排版：天文在线（零度星系） 转载请取得授权，并注意保持完整性和注明出处 浩瀚宇宙无限宽广 穹苍之美尽收眼底 |
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