探测器发现宇宙中“第一缕”光线(图)

科学家们探测到早期宇宙中恒星所发出的紫外与可见光波段的光线(网络图片)

美国宇航局费米探测器巡天数据显示河外星系背景光中存在150个耀变体（绿色点）(网络图片)

天文学家探测到来自宇宙中“第一缕”光线，其产生于第一批新诞生的恒星，这些星光几乎与时间一样古老。在距今137亿年前的宇宙大爆炸发生后，较短的时间内宇宙经历了极高的温度并逐渐冷却下来，此环境足以满足原子的形成，并最终导致宇宙中第一批恒星的诞生。当这些恒星的核聚变被点燃后，产生的光线开始“填补”宇宙的每个角落，随着每一代恒星的出现，宇宙被“照亮”了。

现在，天文学家从遥远恒星光中筛选出河外星系背景光（EBL），其来自于曾经存在于早期宇宙中的第一批恒星世界。根据位于加利福利亚州SLAC国家加速器实验室的天体物理学家、本项实验的发起人马可·阿耶洛（Marco Ajello）介绍：“河外星系背景光来自宇宙中的所有天体，不仅包含所有的恒星，也包含所有的黑洞。”显然在河外星系背景光中也包含了宇宙中出现的第一个大质量恒星的光线，鉴于目前我们对恒星所发出的各波段辐射有着较为深入的研究，因此我们可以通过探测河外星系背景光来发现宇宙第一代恒星光。

马可·阿耶洛和他的研究团队并没有直接测量河外星系背景光，但他们在分析由美国宇航局费米伽马射线探测器所探测到的遥远黑洞信息时察觉到它们的踪迹。费米探测器的研究对象被称为“耀变体”，这是一种高变能量源的天体，如光剧变类星体和蝎虎座BL型天体，这些辐射便是由处于星系中央的超大质量黑洞在吞噬大量物质时所发出的，酷似宇宙的“灯塔”。由于河外星系背景光的存在，可造成这些耀变体所发出的“光”变暗，这样便可以通过对相关的量化计算得出在我们与耀变体之间所存在的河外星系背景光情况。耀变体分布在宇宙中各处，因此我们可以测量出不同方向上的河外星系背景光。

本项研究可探测到宇宙大爆炸后仅6亿年时空中存在的恒星光线，这段时期也可认为宇宙处于较早的婴儿期。科学家们认为早期宇宙中存在的恒星与我们今天宇宙中的恒星有着相当的差别，一般情况下第一代恒星的质量非常大，可达到我们太阳质量的数百倍，此外亮等、温度也超过现在的恒星，但其生命周期却比现有的恒星短。新的探测将帮助天文学家回答有关宇宙第一代恒星的最基本问题，比如它们是如何快速形成的，以及在宇宙诞生后多久才演化出第一批恒星。科学家们已经发现宇宙中首批恒星的形成高峰低于以往的预期。

最终，研究人员想进一步缩小该参数的范围，并希望通过未来的观测技术探测到这些遥远恒星世界的信号，比如被喻为哈勃空间望远镜继任者的美国宇航局詹姆斯·韦伯空间望远镜，预计该平台将在2018年才可服役。天体物理学家马可·阿耶洛认为探测这些恒星的信号对研究而言是非常重要的，但根据目前的天文观测技术还是不太可能做到，韦伯望远镜在服役的几年内可能无法看到宇宙诞生后演化的第一批星系。通过该方法我们已经能对早期宇宙中的恒星数量以及角色进行设置限定条件和大概的确认。