早期宇宙中的星系有什么不同吗

南非卡鲁沙漠中由350台射电望远镜组成的阵列越来越接近探测“宇宙黎明”，即大爆炸后恒星首次点燃、星系开始绽放的时代。

在《天体物理学杂志》上发表的一篇论文中，再电离阵列的氢时代(HERA)团队报告说，它已将阵列的灵敏度提高了一倍，这已经是世界上最灵敏的射电望远镜，致力于探索地球历史上这一独特时期宇宙。

HERA合作由加州大学伯克利分校的科学家牵头，北美、欧洲和南非的其他人也参与其中。该阵列的建设部分由美国国家科学基金会资助。

虽然研究人员尚未检测到宇宙黑暗时代末期的无线电辐射，但他们的研究结果为了解早期宇宙中恒星和星系的组成提供了线索。数据显示，最早的恒星可能在大爆炸后约2亿年形成，除氢和氦外几乎不含其他元素。

这与当今恒星的成分不同，后者含有多种所谓的金属，这是一种天文术语，指的是从锂到铀等比氦重的元素。这一发现与目前关于恒星和恒星爆炸如何产生大多数其他元素的模型是一致的。

加州大学伯克利分校的科学家、该论文的第一作者约书亚狄龙说：“这正在朝着宇宙学中一种潜在的革命性技术发展。”

HERA试图探测充满早期恒星和星系之间空间的中性氢的辐射，并确定氢何时被电离并停止发射或吸收无线电波。

当射电天线完全在线并校准时(可能在今年秋天)，该团队希望构建一张电离氢气泡和中性氢气泡的3D地图，因为它们在大爆炸后从大约2亿年发展到10亿年。该地图可以告诉我们早期的恒星和星系与今天的有何不同，以及宇宙在青春期的样子。

HERA团队尚未在宇宙黑暗时代的冷氢中检测到这些电离氢气泡这一事实排除了一些关于恒星在早期宇宙中如何演化的理论。

“早期的星系必须与我们今天观察到的星系不同，我们才能看不到信号，”HERA首席研究员兼加州大学伯克利分校天文学家AaronParsons说。“特别是，他们的X射线特性必须发生变化。否则，我们就会检测到我们正在寻找的信号。”