天文學家用宇宙曙光偵測到已知最早恆星訊號

新網記者歸鴻亭台北特稿
2018/3/3 上午 09:02:03 / 天文地理

　天文學家利用澳洲西部的默奇森電波天文觀測站(Murchison Radio-astronomy Observatory, MRO)偵測到已知最早恆星的訊號，堪稱天文學上的大突破。

《天文學》雜誌報導，天文學家偵測到已知最早恆星的訊號，堪稱天文學上的大突破。(歸鴻亭翻製)

　根據大霹靂理論，大約138億年前宇宙發生了大爆炸(Big Bang)，然後不斷膨脹至現在的狀態。《天文學》(Astronomy)雜誌報導，在大爆炸之前，宇宙是一個非常黑暗和寒冷的地方。沒有星系，沒有超新星，也沒有類星體。宇宙主要由中性氫氣組成，漂浮在宇宙大爆炸中剩餘的背景輻射的無限穹蒼中。隨著時間的推移，重力緩慢地將最密集的氫氣區域變成了密集的雲層，最終形成了第一批開始閃爍的恆星。

　當這些原始恆星首先開始在黑洞中閃耀時，開始向宇宙發射紫外線輻射，它們的光子與周圍的中性氫氣混合，導致它們在一個特定頻率（1.4千兆赫）下從背景輻射中吸收能量而使宇宙自混沌中變得半透明，而也就是這特定頻率穿越太空，讓天文學家得以用無線電望遠鏡觀測到它們的輪廓。

　由於宇宙不斷膨脹，加上原始恆星帶來的無線電波已在太空飛了很久，根據普朗克定律，波長與能量是成反比的，所以氫原子的波長隨著時間推移而增加，頻率降低，為了找到這個信號，研究人員使用在澳洲沙漠中MRO的一個相當小的無線電天線光譜儀「EDGES」檢測到的微弱頻率訊號，而這個頻率相當於大爆炸後大約1.8億年。

《ABC新聞》說明找到這距離大爆炸僅1.8億年，也就是距今遠達136億年前的訊號，難度有如大海撈針，甚至就好比在颶風中聆聽蜂鳥振翅的聲音。(歸鴻亭翻製)

　根據《ABC新聞》(ABC News)報導，這個天文學家發現的微乎其微無線電信號，間接表明了最早恆星的存在，但科學家們對信號的強度感到驚訝，竟然沒有被地球的各種無線電訊號淹沒，不是來自銀河系，而是來自宇宙最早的恆星。找到這距離大爆炸僅1.8億年，也就是距今遠達136億年前的訊號，難度有如大海撈針，甚至就好比在颶風中聆聽蜂鳥振翅的聲音。

　美國亞利桑那州立大學學者賈德‧鮑曼(Judd　Bowman)與研究團隊表示，這個信號證實了我們對宇宙中恆星出現的期望。他們推斷這些訊號可能與宇宙構成的無形結構「暗物質」(dark　matter)存在有關，有助一窺宇宙初期面貌。

　賈德‧鮑曼指出，第一批原始恆星與現在的恆星狀況不同，可能質量更大、壽命更短並呈現藍色，由氫氣和氦氣所形成，與現今恆星以碳和氧為主不同。它們發出大量的紫外線，但它們對於目前的望遠鏡來說太微弱，無法直接觀察，但宇宙背景輻射下降可以間接檢測到恆星在138億年前宇宙大爆炸的餘暉。