科學(xué)家觀測(cè)到130億光年外迄今最遙遠(yuǎn)天體(圖)

“雨燕”的紫外/光學(xué)(藍(lán)色，綠色)和X射線(xiàn)(橘色和紅色)望遠(yuǎn)鏡的資料在上圖中顯示。沒(méi)有和該伽馬暴匹配的可見(jiàn)光資料，這也說(shuō)明了它的遙遠(yuǎn)。

????北京時(shí)間10月30日消息，據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)報(bào)道，今年早些時(shí)候，一顆130億年前爆炸的恒星發(fā)出的光被探測(cè)到，成為在宇宙空間觀測(cè)到的最遙遠(yuǎn)的天體。該天體大約形成于宇宙大爆炸后的6.3億年，是迄今人類(lèi)觀測(cè)到的距離地球最遙遠(yuǎn)的天體。

????迄今最遙遠(yuǎn)的天體

????此次觀測(cè)到的最遙遠(yuǎn)天體其實(shí)是一種伽瑪射線(xiàn)暴。美國(guó)宇航局“雨燕”(Swift)觀測(cè)衛(wèi)星最早于2009年4月23日觀測(cè)到這一伽瑪暴，該伽瑪暴也因此被命名為“GRB 090423”。通常認(rèn)為，當(dāng)超大質(zhì)量恒星崩塌形成恒星大小的黑洞時(shí)，就會(huì)發(fā)出超能伽瑪射線(xiàn)暴。據(jù)了解，伽馬射線(xiàn)暴是宇宙中一種伽馬射線(xiàn)突然增強(qiáng)的現(xiàn)象。伽馬射線(xiàn)是波長(zhǎng)小于0.1納米的電磁波，是比X射線(xiàn)能量還高的一種輻射，它的能量非常高，能夠消滅臨近星體上的任何生命。在離地球6000光年范圍內(nèi)的任何伽馬射線(xiàn)暴都能夠摧毀臭氧層，從而破壞地球。

????數(shù)小時(shí)之后，全世界的望遠(yuǎn)鏡對(duì)對(duì)準(zhǔn)了這一伽瑪射線(xiàn)暴，這也是宇宙空間中最猛烈的爆炸。天文學(xué)家對(duì)該伽瑪暴的紅外線(xiàn)余輝進(jìn)行研究，來(lái)確定其來(lái)源和地點(diǎn)。兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，一個(gè)借助設(shè)在智利的歐洲南方天文臺(tái)的8.2米甚大望遠(yuǎn)鏡，另一個(gè)借助設(shè)在西班牙的意大利國(guó)家伽利略望遠(yuǎn)鏡，精確觀測(cè)出這一伽瑪射線(xiàn)暴的距離，距地球超過(guò)130億光年。此前距地球最遠(yuǎn)天體的記錄為GRB 080913所保持，為128億光年。

????130億光年的距離，意味著地球上看到的恒星爆炸，實(shí)際發(fā)生在130億年前。根據(jù)宇宙誕生的“大爆炸”理論，宇宙誕生于約137億年前。也就是說(shuō)，這顆恒星可能伴隨宇宙誕生后6.3億年就“死亡”，變成了一個(gè)黑洞，并爆發(fā)出猛烈的伽瑪射線(xiàn)暴。

????天文學(xué)家依據(jù)紅移原理來(lái)計(jì)算恒星爆炸和地球間的距離。爆炸發(fā)出的波在宇宙中運(yùn)動(dòng)時(shí)能量會(huì)衰減，其頻譜向紅光方向，也就是頻率更低、波長(zhǎng)更長(zhǎng)的低能量波方向移動(dòng)，紅移越大，光源的距離就越遠(yuǎn)。此前天文學(xué)家觀測(cè)到的最遠(yuǎn)的宇宙伽馬射線(xiàn)源紅移值約為4.5。迄今為止，已知宇宙中最遠(yuǎn)的一個(gè)類(lèi)星體的紅移值約為6. 4。地面天文學(xué)家在得到“雨燕”發(fā)出的數(shù)據(jù)后，再通過(guò)歐洲南方天文臺(tái)觀測(cè)恒星爆炸的紅外線(xiàn)余輝。他們計(jì)算出這次爆炸的紅移值是6.29，爆炸發(fā)生在 距地球130億光年處。

????“振奮人心”的發(fā)現(xiàn)

????近些年，天文學(xué)家對(duì)更為遙遠(yuǎn)的伽瑪射線(xiàn)暴、星系和類(lèi)星體進(jìn)行探測(cè)，更為接近于宇宙誕生首批恒星和星系的最初期。英國(guó)萊斯特大學(xué)的尼亞爾-坦維爾說(shuō)，因此能探測(cè)到宇宙最初期的恒星爆炸只是個(gè)時(shí)間問(wèn)題。尼亞爾-坦維爾在歐洲南方天文臺(tái)研究團(tuán)隊(duì)工作。

????尼亞爾-坦維爾說(shuō)，“我們?cè)趲啄陜?nèi)都在對(duì)類(lèi)似的伽瑪射線(xiàn)暴進(jìn)行探尋，我們期待某一天運(yùn)氣來(lái)臨。但是最終發(fā)現(xiàn)如此遙遠(yuǎn)的天體，還是令我們興奮異常?！碧煳膶W(xué)家希望，觀測(cè)到這一伽瑪射線(xiàn)暴以及其他遙遠(yuǎn)的伽馬射線(xiàn)暴有助于了解所謂的“宇宙大黑暗時(shí)代”。在“宇宙大黑暗時(shí)代”最初的恒星和星系還未形成。

????國(guó)家射電天文臺(tái)的戴爾-弗雷爾說(shuō)，“這一爆炸為我們觀測(cè)了解正在經(jīng)歷劇烈變化的宇宙幼年期提供了很好的機(jī)會(huì)。最初形成的恒星和星系發(fā)出的光穿破了宇宙早期的黑暗。發(fā)出這一伽瑪射線(xiàn)暴的爆炸恒星屬于宇宙最早期的恒星?！?/p>

????宇宙大黑暗時(shí)代

????大爆炸之后，宇宙在不斷膨脹的同時(shí)也迅速冷卻。40多萬(wàn)年后，自由的電子和質(zhì)子(分別是負(fù)電荷和正電荷)結(jié)合形成了中性原子核，使整個(gè)宇宙被一種“背景輻射”所覆蓋，而今天我們能夠通過(guò)其電磁波頻譜中的微波部分(所謂“宇宙微波背景”)探測(cè)到背景輻射的存在。

????宇宙一直保持電中性狀態(tài)，直到出現(xiàn)最初的星體和星系。星體中的量子將電子從原子核中擊出，進(jìn)而“再電離”整個(gè)宇宙。但是探測(cè)到當(dāng)時(shí)最遙遠(yuǎn)的星系和類(lèi)星體是非常困難的，因此天文學(xué)家到希望類(lèi)似于GRB 090423的遙遠(yuǎn)伽碼射線(xiàn)爆炸能夠提供“再電離”時(shí)代的信息。當(dāng)然，如果想對(duì)宇宙大黑暗時(shí)代進(jìn)行精確解讀的話(huà)，可能還需要發(fā)現(xiàn)和研究更多的伽碼射線(xiàn)爆炸。

????目前，我們對(duì)如此遠(yuǎn)古時(shí)代還知之甚少。所以，即使是單獨(dú)的探測(cè)發(fā)現(xiàn)也會(huì)為我們描繪早期宇宙模型提供限定條件和有益信息。意大利國(guó)家天體物理學(xué)院科學(xué)家、伽利略國(guó)家天文臺(tái)研究小組成員魯本-薩爾瓦特拉對(duì)“太空”網(wǎng)站說(shuō)：“但是坦白說(shuō)，假如我們想了解那個(gè)特定宇宙歷史時(shí)期的情況，決定性的步驟需要收集更多類(lèi)似的大規(guī)模遙遠(yuǎn)伽碼射線(xiàn)爆炸的樣本?！?/p>

????當(dāng)被問(wèn)及此項(xiàng)最遙遠(yuǎn)記錄會(huì)保持多久時(shí)，坦維爾回答說(shuō)：“根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，可能會(huì)需要幾年的時(shí)間來(lái)打破該記錄。但是即便明天就打破，我也絲毫不會(huì)感到吃驚?！彼€表示希望下一個(gè)創(chuàng)紀(jì)錄者會(huì)是另一個(gè)伽碼射線(xiàn)爆炸。兩個(gè)小組的研究成果都將詳細(xì)發(fā)表于10月29日的“自然”雜志。(唐寧)