宇宙第一代恒星是怎么诞生的(宇宙的第一颗恒星到底长什么样)

作为一名天文学家,相信这是大多数人的梦想:那就是希望看到宇宙中最早的恒星和星系!

但是,真的很难!当你所观测的天体目标是一些简单而明亮的存在时,很简单,把你的望远镜对准它,然后等着大量的光子涌进来,进而观测到。但是,当你试图研究宇宙中出现的第一批恒星。它们离我们太远,太暗,无法用望远镜直接观测。即使是著名的詹姆斯·韦伯太空望远镜也只能观测到第一批星系,那是由数千亿颗恒星聚集而成的光。到目前为止,我们还没有观测到第一颗恒星,这是一个很大的遗憾。

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在第一批恒星形成之前(确切的日期还不确定,因为我们还没有观测到它,但我们怀疑它发生在大约130亿年前),宇宙几乎完全由纯净的中性氢组成:单个电子与单个质子完美地结合在一起。

但随后,第一批恒星出现了,它们的高能辐射充斥了整个宇宙,大量的x射线和伽玛射线充斥了宇宙。强烈的辐射撕裂了中性的氢,把它变成了我们今天在宇宙中看到的薄而热的等离子体。这一过程被称为再电离时代,开始时是一小块一小块的,最终像一堆奇怪的气泡一样吞没了整个宇宙。

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所有这些都令人尤其是天文学家着迷,但天文学家如何才能真正探测到这个过程呢?他们可以通过一个中性氢的小技巧来做到这一点:它以一个非常特定的频率发出辐射,1420mhz,相当于21厘米的波长。在第一批恒星形成之前,中性气体以一桶的重量释放出这21厘米的辐射,随着宇宙变成等离子体,辐射信号逐渐减弱。但是我们要注意两点,那就是这个信号非常微弱,而且宇宙中无数的其他东西都发出类似频率的辐射,包括我们地球上的无线电。

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要从丰富的宇宙信号中分辨出恼人的噪音,需要收集大量的数据,还要在天文的混乱频率中筛选21厘米的帧。我们目前还没有能力进行探测,我们只能等待下一代的射电望远镜,如平方公里阵列。但目前的天文台,如西澳大利亚州的默奇森·维德菲尔德阵列正在奠定所有必要的基础。

包括首次传送200tb的数据,幸运的是,目前世界上一些最强大的超级计算机正在分析这些数据,期待有进一步的发现!

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