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加利福尼亞州長灘—你可能會認為115億年前的宇宙比今天更原始。自從大爆炸以來,僅僅過去了20億年,我們的銀河系仍在形成,還需要數十億年太陽才能凝聚起來。然而,天文學家們已經意識到,宇宙實際上非常早熟。即使在早期階段,它的很大一部分已經經歷了恆星誕生和死亡的許多週期。
昨天,天文學家宣佈,在那個時期,宇宙氣體(在伽馬射線暴(巨大的恆星爆炸)的背光下看到)包含分子氫和一氧化碳——這是天文學家首次在伽馬射線暴的光中發現分子,而不是孤立的原子或離子,這是宇宙早熟的最新跡象。分子的存在表明,爆發發生的星系在化學發展程度上幾乎與今天的銀河系相當。加州大學聖克魯茲分校的傑森·澤維爾·普羅查斯卡和他的同事在美國天文學會的本週在此舉行的會議上宣佈了這項發現。
NASA的雨燕衛星於6月7日發現了這次爆發——因此被命名為GRB 080607——普羅查斯卡的團隊使用夏威夷的凱克望遠鏡和其他儀器跟蹤了它的進展。這是有記錄以來第二亮的伽馬射線暴,也是最遙遠的之一。它的光譜,像其他天體一樣,被“線”蝕刻,這些“線”代表被介入物質過濾掉的光的顏色。GRB 080607具有特別複雜的線條圖案,帶有光在其漫長的地球旅程中穿過的所有氣體的印記:爆發附近區域的電離氣體,宿主星系星際空間中濃厚的雲層和稀薄的周圍氣體的混合物,以及星系際空間中更稀薄的氣體。分子氫和一氧化碳存在於濃厚的雲層中。
一些光譜線完全是謎;它們與任何化學元素或化合物的已知光譜線都不匹配,大概是因為來自GRB 080607的光太強烈,以至於它激發了它所照亮的氣體的一些不熟悉的光學特性。“這是我見過的最令人印象深刻的光譜,”普羅查斯卡說。NASA戈達德太空飛行中心的雨燕專案負責人尼爾·格雷爾斯也同意:“這是非常漂亮的光譜資料。”
除了密集的光譜線外,整體光線水平因塵埃雲而衰減和變紅。較小的爆發可能根本無法穿透塵埃。事實上,過去的許多爆發都是暗爆發或“幽靈”爆發,它們在伽馬射線中出現,但在可見光中沒有出現。GRB 080607支援了這樣一種觀點,即這些爆發之所以是暗爆發,不是因為它們沒有發光,而是因為塵埃遮蔽了它們。
濃厚的星際塵埃雲和分子氣體是新恆星的原材料,因此GRB 080607似乎是在恆星活躍形成的太空區域爆發的。這正是你期望找到壽命短、易爆炸的恆星的地方。
即使在遠古時代,爆發的宿主星系在化學成分上如此豐富的事實,在新興的星系演化圖景中也是有道理的,在這種圖景中,大型星系很早就開始大量產生恆星。
合成影像顯示GRB 080607的餘輝,中心為一個白點,包括雨燕光學資料(藍色,綠色)和X射線影像,由NASA/雨燕/斯特凡·伊姆勒提供