中性气体在大爆炸后7亿年内的星系中被直接探测到

天文学家报告称，在非常早期的星系中直接探测到了中性气体——这些星系可追溯到宇宙大约70亿年岁时的时代。这一发现标志着一个重要里程碑：中性氢是新生恒星诞生的“原料”，这意味着我们正在观察到首批恒星形成之地所蕴藏的冷气体储备。

这一发现涉及再电离时代——一个过渡时期，在此期间首批恒星和星系开始电离周围的星际氢。在此之前，宇宙气体在再结合后基本保持中性和低温。在如此早期的星系中探测到中性气体的直接迹象是一项挑战，因为年轻恒星发出的强烈紫外辐射会迅速电离其周围环境，有效地“烧穿”氢雾。

这一发现的关键在于氢的光谱特征，特别是莱曼阿尔法线的行为。中性气体会强烈散射和吸收这种辐射，在遥远天体的光谱中留下独特的痕迹。在对应于宇宙年龄不到10亿年的高红移（大约z ~ 7–8）处，这种“朦胧”会明显衰减信号，从而使中性区域与已电离区域得以区分。

在星系内部直接探测到中性成分，揭示了再电离过程以“孤岛”形式进行：某些区域已清除中性氢，而其他区域仍保留稠密冷气体团。这与“斑驳”早期宇宙的概念相符，在那里，恒星爆发和辐射流传播不均，并与新鲜气体的涌入相互竞争。

同样重要的是，中性气体是持续恒星形成的先决条件。如果在大爆炸后70亿年的年轻星系中仍保留大量冷氢储备，这暗示恒星形成速率可能持续时间比先前认为的更长，而星系增长也可能进行得更快。承包笑点碎碎念