来自美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜的新数据指出了原因：星系中的恒星发出的光足以加热并电离它们周围的气体，从而使我们数亿年来的集体视野变得清晰。

NASA的韦伯证明星系改变了早期宇宙

由瑞士苏黎世联邦理工学院的SimonLilly领导的研究小组的研究结果是对被称为再电离时代的时期的最新见解，当时宇宙经历了巨大的变化。大爆炸之后，宇宙中的气体异常炽热和稠密。

在数亿年的时间里，气体冷却了。然后，宇宙点击“重复”。气体再次变热并电离——可能是由于星系中早期恒星的形成，并且经过数百万年，变得透明。

长期以来，研究人员一直在寻找明确的证据来解释这些转变。新的结果在这个再电离期结束时有效地拉开了帷幕。

“韦伯不仅清楚地表明这些透明区域存在于星系周围，我们还测量了它们有多大，”该团队第一篇论文的主要作者、日本名古屋大学的DaichiKashino解释说。“根据韦伯的数据，我们看到星系重新电离它们周围的气体。”

与星系相比，这些透明气体区域是巨大的——想象一个热气球，里面悬浮着一颗豌豆。韦伯的数据显示，这些相对较小的星系推动了再电离，清除了它们周围的大片空间区域。

在接下来的数亿年里，这些透明的“泡泡”不断变大，最终融合，让整个宇宙变得透明。

Lilly的团队有意将目标对准了再电离时代结束之前的某个时间，当时宇宙还不是很清楚也不是很不透明——它包含各种状态的拼凑而成的气体。

科学家们将韦伯瞄准类星体的方向——一个极其明亮的活跃超大质量黑洞，就像一个巨大的手电筒——突出了类星体和我们的望远镜之间的气体。(在这个视图的中心找到它：它很小，呈粉红色，有六个突出的衍射尖峰。)

当类星体的光通过不同的气体块向我们传播时，它要么被不透明的气体吸收，要么在透明气体中自由移动。

只有将韦伯的数据与夏威夷WM凯克天文台、欧洲南方天文台的甚大望远镜和智利拉斯坎帕纳斯天文台的麦哲伦望远镜的中央类星体观测结果相结合，该团队才有可能取得开创性的成果。

“通过沿着我们的视线照亮气体，类星体为我们提供了有关气体成分和状态的大量信息，”另一篇团队论文的主要作者、马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院的Anna-ChristinaEilers解释说。

研究人员随后使用韦伯来识别这条视线附近的星系，并表明这些星系通常被半径约200万光年的透明区域包围。换句话说，韦伯在再电离时代末期目睹了星系清理周围空间的过程。

从正确的角度来看，这些星系清除的区域与我们的银河系和我们最近的邻居仙女座星系之间的距离大致相同。

直到现在，研究人员还没有关于导致再电离的确切证据——在韦伯之前，他们不确定到底是什么导致了再电离。

这些星系是什么样子的?“它们比附近宇宙中的那些更混乱，”JorrytMatthee解释说，他也是苏黎世联邦理工学院的成员，也是该团队第二篇论文的主要作者。“韦伯表明他们正在积极地形成恒星，并且一定是在发射许多超新星。他们有一个充满冒险精神的青年!”

一路上，艾勒斯利用韦伯的数据证实，位于该场中心的类星体黑洞是早期宇宙中目前已知质量最大的黑洞，重量是太阳质量的100亿倍。

“我们仍然无法解释类星体如何能够在宇宙历史的这么早的时候变得如此之大，”她分享道。“这是另一个需要解决的难题!”韦伯拍摄的精美图像也没有显示来自类星体的光被引力透镜作用的证据，确保质量测量结果是确定的。

该团队很快将深入研究另外五个领域的星系，每个领域都由一个中央类星体锚定。韦伯在第一场的结果非常清楚，他们迫不及待地想要分享。

“我们希望识别出几十个存在于再电离时代的星系——但很容易就能挑出117个，”Kashino解释道。“韦伯超出了我们的预期。”

Lilly的研究团队，即再电离时代的发射线星系和星际气体(EIGER)，展示了将来自韦伯的NIRCam(近红外相机)的常规图像与来自同一仪器的宽视场无狭缝光谱学的数据相结合的独特力量模式，它给出了图像中每个物体的光谱——将韦伯变成了团队所说的“壮观的光谱红移机”。