爱读书 探索 中国科学家发现320亿光年外星系爆炸,离宇宙大爆炸仅4亿年

中国科学家发现320亿光年外星系爆炸,离宇宙大爆炸仅4亿年

中国科学家发现320亿光年外星系爆炸,离宇宙大爆炸仅4亿年-爱读书

宇宙究竟有多神奇?一个由北京大学维理天文研究所江林华研究员领衔的国际科学家团队,利用夏威夷凯克天文台1号望远镜的观测数据,发现了已知宇宙中最古老的巨大爆炸,可能是一次伽马射线暴——发生在大爆炸后仅4亿年,其实际位置到今天已距离地球320亿光年。

等等!一些眼尖的朋友说话了,宇宙的年龄才137亿光年,也就是说即使从大爆炸开始,光也仅仅能跑137亿年,怎么可能距离我们320亿光年?这和宇宙年龄明显不符,难道是超光速了?

当然不是,这是有原因的。

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此前科学家们发现的宇宙最古老高能辐射爆发是在大爆炸后5亿年,比这次爆炸晚了1亿年。研究人员这次发现的伽马射线暴发生在星系GN-z11,它位于大熊座,是目前可观测宇宙中已知最古老、最遥远的星系,非常接近所谓的宇宙黑暗时期,并极其接近再电离过程的初期阶段,可以说是研究极早期宇宙的化石星系。

研究人员发现,GN-z11在不到3分钟的时间里,亮度似乎增加了数百倍,因而怀疑是伽马射线暴——宇宙中最激烈的现象之一,已基本确定为恒星级天体的爆炸过程。如果研究得到证实,这将是已知宇宙中最古老的伽马射线暴,是我们看到的离宇宙大爆炸最近的一次巨大爆炸,竟然让整个星系的亮度增加了数百倍!另外,该团队还准确测定了该星系的红移为10.957,证实其年龄为134亿年,距离我们约320亿光年。

这意味着GN-z11在宇宙大爆炸后仅4亿年就形成了,我们目前看到的是它134亿年前的影像。很多人包括一些媒体都会不恰当地将其与地球的距离简单地换算成134亿光年,这其实非常不准确,而且误差极大,事实上现在的GN-z11距离我们已达到了320亿光年。

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这是因为宇宙一直在膨胀,从GN-z11发出的光线虽然以光速飞向我们,但空间的膨胀让它离我们的实际距离更远。就像你以10分钟1公里的速度走在一条1公里长的公路上,公路每分钟还会膨胀拉长1公里,10分钟后你走到公路的另一头,你的距离实际已在11公里以外了。GN-z11的光子虽然只飞了134亿年,但它们在膨胀的空间中被延展,波长增加,因而产生了宇宙学红移,10.957换算下来就是大约320亿光年的共动距离。

这种膨胀也延长了从地球上看到的事件持续时间,使之达到了近3分钟,但实际可能仅持续了20秒左右。研究人员还表示,这个信号也有可能是卫星或太阳系中的小行星发出的,但其亮度和持续时间与伽马射线暴更匹配,未来的望远镜或许能揭示其本质并发现更多宇宙早期的伽马射线暴。

这项研究发表在12月14日《自然-天文学》杂志上。

Nature Astronomy:Evidence for GN-z11 as a luminous galaxy at redshift 10.957

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