摘要：詹姆斯‧韦伯太空望远镜近期的观测，揭示了早期宇宙一个难以解释的现象：在大爆炸后仅3.3亿年的星系，竟释放出强烈的氢原子光谱信号，挑战了我们对宇宙“再游离时期”的理解。

詹姆斯‧韦伯太空望远镜近期的观测，揭示了早期宇宙一个难以解释的现象：在大爆炸后仅3.3亿年的星系，竟释放出强烈的氢原子光谱信号，挑战了我们对宇宙“再游离时期”的理解。

回顾宇宙历史，在大爆炸（Big Bang）后的一亿年内，宇宙中充满了冰冷且不发光的中性氢雾，阻挡了光线的传播。直到第一代恒星、星系或超大质量黑洞诞生，这些天体释放出大量紫外线辐射，开始游离周围的中性氢原子，将电子与质子重新分离，使宇宙逐渐从“黑暗”走向“透明”。这段过渡时期被称为“再游离时期”（Reionization），持续了数亿年，直到大爆炸后约十亿年，宇宙中的大部分氢雾被游离，宇宙恢复透明状态。天文学家长期以来致力于理解这一时期所发生的各种天文物理现象。

然而，韦伯望远镜近期的观测却带来了出乎意料的发现。一个名为JADES-GS-z13-1的星系，出现在大爆炸后仅3.3亿年，竟清楚呈现明亮的氢原子发射谱线。按现有理论推测，该星系处于宇宙再游离时期初期，当时的宇宙仍弥漫着浓密的中性氢迷雾，应会吸收这些光谱信号，然而这道信号却清晰可见，完全出乎预期。只有当周围的中性氢大量被游离，氢原子发射谱线才能无阻传播至地球。JADES-GS-z13-1的观测结果显示，该星系周围的氢雾在宇宙年龄仅3.3亿年时，已经出现大规模游离，远早于理论所预期。这就如同在浓雾弥漫的夜晚，意外看见一座灯塔的光束穿透迷雾。

韦伯太空望远镜近红外线相机的深度形象发现了极为遥远的星系JADES-GS-z13-1（右图红点），其红移值为13（Redshift (z) = 13），相当于大爆炸后仅约3.3亿年的宇宙时期。（Source：NASA, ESA, CSA, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (CfA), Joris Witstok (Cambridge, University of Copenhagen), P. Jakobsen (University of Copenhagen), Alyssa Pagan (STScI), Mahdi Zamani (ESA/Webb), JADES Collaboration）

至于这个星系的氢原子发射谱线来源，目前仍未有定论。研究团队推测，这可能与宇宙中最早一代恒星有关，也不排除与早期形成的超大质量黑洞所驱动的活跃星系核有关。这项研究成果已发表在《自然》期刊（Witstok et al. 2025）。

来源：十轮网一点号