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探索最遙遠的星系（科技大觀）

2022-06-10 06:01:01 來源：人民網(wǎng)－人民日報 A+A-

據(jù)《天體物理學雜志》近日發(fā)表的一項研究，一個國際天文學團隊觀測到了可能是迄今最遙遠的星系,，并命名為“HD1”,。觀測信號來自135億光年之外，這意味著HD1誕生于宇宙大爆炸后約3億年,，是首批形成的星系,。如果被證實，它將創(chuàng)造一個遙遠星系的新紀錄,。

仰望星河,，我們在地球上肉眼看到的絕大部分星星都來自銀河系,。而對于浩瀚的宇宙來說，像銀河系這樣的星系至少有數(shù)千億個,。光線傳播需要時間,，來自越遙遠星系的信號，產(chǎn)生的時期越早,。研究遙遠的星系就像觀測者穿越到古代,，去觀看一場歷史的現(xiàn)場直播，吸引著天文學家孜孜以求,。

現(xiàn)代天文學認為,，宇宙始于約138億年前的大爆炸，在那之后約38萬年,，膨脹的宇宙逐漸從高溫致密的狀態(tài)冷卻下來,，中性原子開始形成。這些原子氣體進一步冷卻,，并在引力作用下聚集成團,，慢慢形成第一代恒星和第一代星系，逐步演化至今,。但天文學家還不確定的是,，第一代天體具體形成的時間、物理性質(zhì),、演化過程,，以及對宇宙整體演化的影響等。通過搜尋越來越遙遠的星系,，天文學家獲得了更多線索,。在HD1被發(fā)現(xiàn)之前，最遙遠星系的紀錄由2016年發(fā)現(xiàn)的星系GN—z11保持,，其信號來自宇宙大爆炸后約4億年,。

這些遙遠的星系是如何被發(fā)現(xiàn)的？由于宇宙在膨脹,，離地球越遠的星系相對地球而言退行速度就越快,，導致其輻射的光被觀測到時會產(chǎn)生明顯的紅移，即波長會比原本更長,。紅移為1代表著波長變長1倍,，紅移越大表示距離越遠。天文學家可依此計算出星系的距離,，以及觀測信號產(chǎn)生時宇宙所處的年齡,。

而要精確確定一個星系的紅移，天文學家需要獲得該星系的光譜,，然后通過測量光譜線波長的移動得出結(jié)果,。原理不難理解,，困難來自觀測。通常,，越遙遠的星系越暗弱,，需要用大口徑望遠鏡等尖端觀測設備長時間探測才可能發(fā)現(xiàn)。然而天空中暗弱的天體數(shù)目太多,，像人口普查一樣對每個暗弱天體拍光譜往往是不可能的,，因此必須有效縮小探測范圍,。

好在對天空拍照的成本比拍光譜要低得多,，觀測者可以事先對特定天空長時間曝光拍照，從圖像中遴選出特定目標,，然后再用望遠鏡資源對其進行光譜觀測,。一個最常用的辦法是搜尋那些只在長波圖像有信號的源，因為越高紅移的星系,，其信號在越長的波長處才能探測到,。HD1就是這樣脫穎而出的“候選者”：據(jù)介紹，HD1是從昴星團望遠鏡,、英國紅外望遠鏡,、維斯塔天文望遠鏡和斯皮策太空望遠鏡等觀測的約70萬個天體中選出。隨后,，觀測者用位于智利的ALMA毫米波望遠鏡對HD1“聚焦”,，探測到了一個可能的譜線，紅移值為13.27,。

需要強調(diào)的是,，HD1的紅移和距離仍有待進一步觀測證實。2021年底發(fā)射的韋伯太空望遠鏡因在紅外波段超高的靈敏度,，將推動這一領域的革命性進步,，可以拭目以待。

“天高地迥,，覺宇宙之無窮,。”對于宇宙邊界的好奇和追問古來有之,。如今,，科學理論的進步打開了更多觀察宇宙的視角，先進的觀測設備將人類的視界延伸至更遠,，正帶我們不斷接近這一問題的答案,。

《人民日報》