1月11日，記者從中科院官網了解到，上海天文台早期宇宙與高紅移星系團組通過分析哈勃空間望遠鏡(HST)深場GOODS-S的觀測數據，發現一例121億光年之外(紅移3.8)、具有萊曼電離光子逃逸的星系。該星系的發現爲探索星系驅動宇宙再電離過程提供了理想的研究對象。
據悉，相關研究成果發表在《天體物理學雜志通訊》(The AstrophysicalJournal Letters)上。
該工作主要基於哈勃空間望遠鏡(HST)的紫外深場HDUV數據。論文合作者、上海天文台研究員鄭振亞表示，該工作進一步確認了空間紫外深場的研究價值。
據介紹，宇宙再電離過程發生在約130億年前，涉及宇宙中第一代天體的誕生和整體宇宙的最後一次重大相變。該過程中，宇宙中最豐富的元素“氫”在整體中性氫的環境裏，在第一代恆星、星系和黑洞所產生的紫外光子的電離作用下，變成了整體電離氫。因此，宇宙再電離研究是當前天文學前沿的領域之一。韋布(JWST)空間望遠鏡和下一代平方公裏陣列射電望遠鏡(SKA)都將“宇宙再電離”納入核心科學目標。
然而，由於星系際介質的吸收以及流量信號隨距離增加而減弱的效應，科學家們無法直接觀測到宇宙再電離時期星系所產生的萊曼電離光子對周圍中性氫進行電離的過程。因此，在星系的萊曼電離光子逃逸問題上，僅局限於對中低紅移處(紅移4以下)的十余例具有萊曼電離光子逃逸的星系樣本研究，這些研究需要深度的紫外觀測數據以獲取紅移後的萊曼電離光子(靜止坐標系波長在912埃以下)的探測信號來計算星系對中性氫的電離能力，從而理解宇宙再電離過程。
在該研究中，科研人員利用空間紫外深場數據對一批具有強發射线的星系進行系統搜索，並發現其中一個星系——CDFS-6664——在哈勃紫外深場圖像上具有信噪比超過5的探測。根據該星系的紅移(3.797)可知，該信號來自萊曼電離光子輻射，說明該星系較可能具有萊曼電離光子逃逸現象。
論文第一作者、上海天文台副研究員袁方婷介紹：“我們通過進一步研究發現，該星系的譜线形狀和光譜能量分布均符合萊曼電離光子逃逸星系的特徵，還發現該星系周圍環境比較特殊，其附近存在的類星體等電離源極有可能對視线方向上的中性吸收體進行了電離，使得該星系的萊曼電離光子比其他星系更容易被我們觀測到。綜合這些證據，我們認爲該星系屬於現有觀測中罕見的高紅移萊曼電離光子逃逸星系。”
標題：科技助力 上海天文台發現一例121億光年之外“逃逸”星系
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