大爆炸後一點八億年的宇宙信號測得

宇宙最早期恆星藝術想像圖

圖片來源：《自然》網站

科技日報北京3月1日電（記者張夢然）英國《自然》雜誌1日同時發表了兩項天文學重要研究，科學家報告了一個來自宇宙早期（大爆炸後的1.8億年）的信號，與天文學家預計的相差無幾；對該信號的分析表明，在早期宇宙中正常物質和暗物質之間有相互作用。

所謂宇宙的「黎明時期」，也是迄今最早的恆星形成的階段，監測這一時期信號的國際工作目前正在進行中。天文學家們預測，恆星在宇宙早期一旦形成，它們的紫外光便滲入原始氫氣，改變氫原子中電子的激發態。該轉化過程被稱為中性氫21厘米譜線——這是射電天文觀測到的第一條譜線，也是開創歷史的重要譜線。

中性氫21厘米譜線被認為是分析星際中性氫原子分布、銀河系和河外星繫結構的最有力「武器」，它可使氫氣吸收來自宇宙微波背景的光子，在無線電頻譜中留下記號。科學家認為，該頻譜應該可在今天低於200兆赫的無線電頻率中觀察到。

此次發表的第一項研究中，美國亞利桑那州立大學天文學家朱迪·鮑曼及其同事報告，在78兆赫監測到這樣的一個信號。其來自大爆炸後1.8億年間，最早恆星在此時出現。他們發現，本次觀察到的頻譜寬度與預計的基本一致，但是它的振幅更大，也就是吸收更深，這意味著原始氣體比預想的更冷。

在另外一篇研究中，以色列特拉維夫大學雷南·巴克納團隊提出，氣體是在氫氣與更冷的暗物質相互作用中溫度降低的。根據觀察到的信號，研究人員稱，暗物質粒子的質量應不超過幾個質子質量。

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