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天文学家在早期星系周围发现大量氢元素

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发表于 昨天 22:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
來源:大紀元


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德州麦克唐纳天文台的霍比–埃伯利望远镜的暗能量实验,发现了巨大的氢气晕,其尺度从数万到数十万光年不等。(NASA)



【大纪元2026年04月20日讯】(大纪元记者薛止墨编译报导)2026年3月发表于《天文物理学期刊》(The Astrophysical Journal)的新研究指出,围绕星系的氢气云比先前认为的要普遍得多,这揭示了宇宙中氢这种最基本元素的隐藏在哪里。
大约在100亿到120亿年前,被称为“宇宙正午”(cosmic noon)的时期,星系的恒星形成速率达到巅峰。这需要大量的氢气供应,而氢气正是形成恒星的主要原料。然而,直到最近,宇宙中仅检测到大约3000个这样的气体晕(gas halo)。
最新一项研究——HETDEX实验,将这一数量提高到超过3,3万个,为研究人员提供了更完整的数据集,用于研究早期星系是如何开始形成并演化的。
HETDEX实验
由于氢本身不会发光,想探测到它,需要它位于一个会释放大量能量的天体(例如充满发射紫外线恒星的星系或星系团)附近,使氢气受激发而发光,进而被望远镜探测到。
然而,要捕捉这种微弱信号,需要使用高度灵敏的仪器进行长时间观测,而这些条件并不总是容易具备。虽然先前的天文观测已经发现了一些这样的晕,但当时的仪器只能侦测到最明亮、性质最极端的氢气晕。
这项新研究——德州麦克唐纳天文台的霍比–埃伯利望远镜(Hobby-Eberly Telescope,HET)暗能量实验(Dark Energy Experiment)(缩写为HETDEX),正使用HET绘制超过一百万个星系的位置。
“我们不仅针对这些星系,还针对其间的区域,共收集了近半个拍位元组(petabyte,又称千兆位元组)的数据。”HETDEX项目首席研究员、德州大学奥斯汀分校天文学系主任卡尔‧格布哈特博士(Dr. Karl Gebhardt)表示。
“我们的观测范围涵盖了相当于2,000个满月面积的天空区域。这项观测的规模极其庞大,前所未有。”
“霍比-埃伯利望远镜是全球最大的望远镜之一。”HETDEX项目科学家、德州大学奥斯汀分校博士后研究员达斯汀‧戴维斯博士(Dr. Dustin Davis)补充道。
“而且HETDEX使用的仪器每次观测都能产生10万条光谱。因此,我们拥有海量的数据,其中蕴藏着各种精妙、有趣且奇特的现象,正等待着我们去发掘。”
找到数万个氢气晕
为了寻找氢气晕,天文学家从HETDEX迄今为止已识别出的超过160万个早期星系中,挑选出了最明亮的7万个。
借助德州先进运算中心(Texas Advanced Computing Center)的超级计算机,他们观察了其中有多少个星系显示出周围氢气晕的迹象。
据该团队称,这些氢气晕的尺度从数万光年到数十万光年不等。
其中一些是围绕单一星系的简单橄榄球形气云,而另一些则是包含多个星系的大型、不规则结构。
“那些是最有趣的。它们看起来像巨大的变形虫,带着延伸到太空中的触手。”HETDEX资料管理员、德州大学奥斯汀分校研究员艾琳‧门图奇‧库珀(Erin Mentuch Cooper)表示。

整体而言,此项发现不仅重新界定早期宇宙中气体分布的规模与结构,也为研究人员提供了更完整的数据集,用于研究早期星系是如何开始形成并演化的。
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