科学家探索宇宙中第一缕“星光”

天文学家正在探寻一个已经在宇宙中穿行120亿年的信号，从而了解宇宙最原始恒星的生死。研究组的新论文即将发表于《天体物理期刊》。

利用位于西澳大利亚偏远腹地中的默奇森宽视场（低频射电望远镜）阵列（Murchison Widefield Array，简称MWA），研究小组专注探测中性氢元素发出的电磁辐射。中性氢元素被认为是宇宙最初期宇宙的主要组成部分。

最终，这些氢原子开始聚集在一起形成最原始的恒星，而这些恒星的光辉会电离一部分中性氢元素。这个宇宙时期称为再电离时代。

“定义再电离时代的宇宙演化对于天体物理学和宇宙学的理解非常重要。”文章第一作者、澳大利亚墨尔本大学（Universityof Melbourne）的尼克·巴里（Nicole Barry）博士解释说，“到目前为止，没有人能够观察到它。我们的观测结果可以使我们更接近这个目标。”

再电离时代之前占据宇宙时空的中性氢以大约21厘米的波长辐射。由于宇宙膨胀造成的红移，我们探测到的波长延伸到2米以上。这些信号仍然可以被观测到，并且理论上它是探索宇宙初期物理状态的最佳方法。

但是，想要获取这些信号非常困难。

“我们正在寻找的信号超过120亿年”，文章合作者、澳大利亚科廷大学（Curtin University）国际射电天文研究中心的凯斯林·特罗特（Cathryn Trott）教授解释道，“它特别弱，而且它和我们之间还有很多其它星系。这些星系会阻碍我们寻找的信号，并且非常难以区分。”

“我们不能说这篇论文让我们更接近于精确确定再电离时代的开始或结束，但它确实排除了一些更极端的模型。”特罗特教授说，“比如有些模型认为再电离时代时间很短，或者当时的宇宙温度很低，这样的模型都被排除了。”

巴里博士认为，这些结果不仅代表了探索初期宇宙的重要一步，而且还建立了进一步研究的框架。

“我们从MWA获得了大约3000小时的数据”，她解释说，“并且其中一些数据对于我们的研究目标更有用。这种方法可以让我们确定哪些数据最有希望，并且更好地分析它们。”