根据一组天文学家的说法，宇宙中的第一个星系比科学家们想象的更炽热、更明亮。这些天文学家利用了美国宇航局斯皮策太空望远镜令人惊叹的 400 小时观测时间。这一发现可能解答了一个长期存在的问题：宇宙婴儿时期，光线是如何首次自由传播的。
“我们没想到斯皮策望远镜，它的镜面只有呼啦圈那么大，竟然能看到接近时间之初的星系，”研究作者 Michael Werner 在一份声明中说。
Werner 是美国宇航局喷气推进实验室（位于加州帕萨迪纳）的斯皮策项目科学家。“但大自然充满了惊喜，”他补充道，“这些早期星系出乎意料的亮度，加上斯皮策出色的性能，让它们变得可观测。”
宇宙第一缕光
大爆炸之后，我们的宇宙主要是气体。大约需要 100 到 200 百万年才能形成第一批恒星。然后又需要大约十亿年，这些太阳才聚集形成第一批星系。
但在这段时期的大部分时间里，宇宙充满了寒冷的氢气。有些光可以不受阻碍地穿过这种气体。但能量更高的辐射，如紫外线和伽马射线，会被立即吸收。这就阻止了这些光线在太空中自由传播，而这些光线可能在数亿年后，会撞击到地球观测者的望远镜。
当这些第一批恒星和星系开始用高能辐射充斥我们的早期宇宙时，所有的气体都充满了光，直到它们无法再吸收更多的光，光线才开始在宇宙中自由传播。这个转变被称为再电离时期，它标志着宇宙历史的朦胧边缘，天文学家们永远无法看到更远的地方。
研究人员对这个障碍及其原因都有普遍的认识。但确切地说，这种电离是什么时候发生的，以及是如何发生的，仍然是一个谜。天文学家们仍在争论所有这些辐射的确切来源。这就是为什么这些新的观测如此重要。斯皮策望远镜的深入观测使天文学家们能够看到来自宇宙早期星系特定波长的光。
结果表明，第一个星系是“金属”含量极低的，天文学家们将氢和氦以外的任何元素都称为金属。这一发现还暗示，那些星系中的恒星当时几乎不含重元素，这有助于它们燃烧得更炽热，并产生能够清除宇宙气体面纱的电离辐射。
斯皮策研究的这些早期星系是由这些炽热的恒星形成的，这使得它们比今天的星系更明亮，也比天文学家预期的更明亮。由瑞士日内瓦大学的 Stephane De Barros 领导的研究人员于 4 月 4 日在《皇家天文学会月报》上发表了他们的研究。
虽然之前在之前的搜寻中曾发现过一些这样令人惊讶的明亮星系的例子，但斯皮策调查（称为 GREATS，并基于一个名为 GOODS 的哈勃调查）包含了 135 个早期星系。这告诉天文学家，这种亮度在这些早期星系中是很常见的，而不是一些壮观的异常现象。这些明亮的星系是否能够独立地使宇宙电离，或者像星系中心活跃进食的黑洞辐射一样的额外光源是否也可能负责，这一点仍然不清楚。
但是，像詹姆斯·韦伯这样的望远镜，将于 2021 年发射，其尺寸将是斯皮策望远镜的七倍多，并且能够更详细地研究宇宙的早期。也许有一天，天文学家们会找到一个确切的答案，弄清楚是什么天体负责开启了宇宙之光。
