中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)發(fā)起包括中國、美國、智利三國天文學(xué)家參加的“宇宙再電離時(shí)期的萊曼阿爾法星系”（英文縮寫LAGER）研究項(xiàng)目近期使用安裝于智利CTIO天文臺(tái)4米口徑望遠(yuǎn)鏡的超大視場(chǎng)暗能量相機(jī)，發(fā)現(xiàn)了宇宙中已知最遙遠(yuǎn)的原初星系團(tuán)LAGER-z7OD1。相關(guān)成果1月26日發(fā)表于《自然—天文》。
宇宙大爆炸后，隨著宇宙逐漸冷卻，質(zhì)子和電子結(jié)合形成中性氫，由于中性氫對(duì)紫外光子的吸收，宇宙進(jìn)入黑暗時(shí)期。隨著宇宙中第一代恒星和星系形成，它們發(fā)出的紫外光子開始電離周圍的中性氫，形成一個(gè)個(gè)電離泡。隨著電離泡逐漸擴(kuò)大并合，整個(gè)宇宙重新變得透明。
天文學(xué)家預(yù)期宇宙再電離時(shí)期的星系是強(qiáng)萊曼阿爾法(Lyα)發(fā)射線天體，可以用窄波段成像法高效探測(cè)，Lyα光子會(huì)被星系際彌散的中性氫原子散射，觀測(cè)到的發(fā)射線強(qiáng)度和輪廓依賴于再電離程度，Lyα發(fā)射線星系是探測(cè)宇宙再電離和宇宙早期星系的強(qiáng)有力手段。
LAGER項(xiàng)目組致力于搜尋紅移~7的Lyα發(fā)射線星系，他們通過分析窄波段選的星系候選者空間分布，發(fā)現(xiàn)一個(gè)紅移～6.9、由21個(gè)Lyα發(fā)射線星系組成的過密區(qū)域LAGER-z7OD1。
項(xiàng)目組利用智利麥哲倫望遠(yuǎn)鏡確認(rèn)這是一個(gè)有光譜證認(rèn)的最遙遠(yuǎn)的原初星系團(tuán)，它所處的宇宙年齡僅有7.7億年。同時(shí)，成員星系電離泡總體積與原初星系團(tuán)體積相當(dāng)，即這些電離泡剛完成并合成為巨電離泡。
這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)不僅僅是創(chuàng)造了一個(gè)紅移記錄，同時(shí)為宇宙再電離過程和電離泡的后續(xù)深入研究提供了絕佳的觀測(cè)目標(biāo)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41550-020-01291-y
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