本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
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加利福尼亚州长滩—你可能会认为115亿年前的宇宙比今天更原始。自从大爆炸以来,仅仅过去了20亿年,我们的银河系仍在形成,还需要数十亿年太阳才能凝聚起来。然而,天文学家们已经意识到,宇宙实际上非常早熟。即使在早期阶段,它的很大一部分已经经历了恒星诞生和死亡的许多周期。
昨天,天文学家宣布,在那个时期,宇宙气体(在伽马射线暴(巨大的恒星爆炸)的背光下看到)包含分子氢和一氧化碳——这是天文学家首次在伽马射线暴的光中发现分子,而不是孤立的原子或离子,这是宇宙早熟的最新迹象。分子的存在表明,爆发发生的星系在化学发展程度上几乎与今天的银河系相当。加州大学圣克鲁兹分校的杰森·泽维尔·普罗查斯卡和他的同事在美国天文学会的本周在此举行的会议上宣布了这项发现。
NASA的雨燕卫星于6月7日发现了这次爆发——因此被命名为GRB 080607——普罗查斯卡的团队使用夏威夷的凯克望远镜和其他仪器跟踪了它的进展。这是有记录以来第二亮的伽马射线暴,也是最遥远的之一。它的光谱,像其他天体一样,被“线”蚀刻,这些“线”代表被介入物质过滤掉的光的颜色。GRB 080607具有特别复杂的线条图案,带有光在其漫长的地球旅程中穿过的所有气体的印记:爆发附近区域的电离气体,宿主星系星际空间中浓厚的云层和稀薄的周围气体的混合物,以及星系际空间中更稀薄的气体。分子氢和一氧化碳存在于浓厚的云层中。
一些光谱线完全是谜;它们与任何化学元素或化合物的已知光谱线都不匹配,大概是因为来自GRB 080607的光太强烈,以至于它激发了它所照亮的气体的一些不熟悉的光学特性。“这是我见过的最令人印象深刻的光谱,”普罗查斯卡说。NASA戈达德太空飞行中心的雨燕项目负责人尼尔·格雷尔斯也同意:“这是非常漂亮的光谱数据。”
除了密集的光谱线外,整体光线水平因尘埃云而衰减和变红。较小的爆发可能根本无法穿透尘埃。事实上,过去的许多爆发都是暗爆发或“幽灵”爆发,它们在伽马射线中出现,但在可见光中没有出现。GRB 080607支持了这样一种观点,即这些爆发之所以是暗爆发,不是因为它们没有发光,而是因为尘埃遮蔽了它们。
浓厚的星际尘埃云和分子气体是新恒星的原材料,因此GRB 080607似乎是在恒星活跃形成的太空区域爆发的。这正是你期望找到寿命短、易爆炸的恒星的地方。
即使在远古时代,爆发的宿主星系在化学成分上如此丰富的事实,在新兴的星系演化图景中也是有道理的,在这种图景中,大型星系很早就开始大量产生恒星。
合成图像显示GRB 080607的余辉,中心为一个白点,包括雨燕光学数据(蓝色,绿色)和X射线图像,由NASA/雨燕/斯特凡·伊姆勒提供