天文学家探测到来自最遥远星系的无线电信号

显示从不同距离的星系探测无线电波的插图。（图片来源：Swadha Pardesi）

被称为“爱因斯坦十字架”的哈勃太空望远镜图像显示了来自遥远类星体的光，因为它被附近的到自电信星系弯曲，充当引力透镜。最遥（图片来源：NASA/ESA/STSci）
（神秘的远星地球uux.cn）据美国太空网（作者：罗伯特·李）：探测到来自最遥远星系的特殊无线电波长意味着天文学家可能已经准备好研究最早的恒星是如何形成的。
天文学家已经探测到来自最遥远星系的无线无线电信号。
该信号是天文探测在称为“21厘米线”或“氢线”的特殊且重要的波长下检测到的，该波长由中性氢原子发射。学家系印度的到自电信巨型米波射电望远镜从如此遥远的星系探测到氢线 - 因此在宇宙中如此之早 - 可能意味着天文学家准备开始研究最早的恒星和星系的形成。
来自恒星形成星系SDSSJ0826 + 5630的最遥信号是在我们138亿年前的星系只有49亿年的时候发出的。该信号使天文学家能够测量星系的远星气体含量，并发现它的无线质量是早期星系可见恒星的两倍。
星系在很宽的天文探测无线电波长范围内发射电磁辐射或光，但到目前为止，学家系21厘米波长的到自电信无线电波只能从附近看到，因此是最近的星系源。
“这相当于回顾了88亿年的时间，”主要作者和麦吉尔大学物理系博士后宇宙学家Arnab Chakraborty在一份声明中谈到这一突破时说。“一个星系发出不同类型的无线电信号。到目前为止，只能从附近的星系捕获这种特殊信号，将我们的知识限制在离地球更近的星系上。
从更遥远的星系发现这些波长的困难是由于这样一个事实，即当来自早期星系的电磁辐射传播到地球很远的距离时，宇宙的膨胀会拉伸其波长并导致其能量减少。这意味着地球上的望远镜需要自然的推动才能看到长波长，低能量的无线电波，如氢线信号。
然而，该团队能够使用一种现象进行破纪录的探测，这种现象是广义相对论的一部分，爱因斯坦的几何引力理论于1915年首次提出。
引力是早期宇宙的窗口
广义相对论认为，质量扭曲时空的物体类似于放置在拉伸橡胶板上的球在中心将其压重，就像在那个类比中一样，质量越大，曲率越极端。
这意味着像黑洞或星系这样巨大的物体会导致时空的极端曲率，就像保龄球会导致类比中橡胶板的极端曲率一样。
这种时空弯曲导致光弯曲，因为它经过质量巨大的物体。当质量巨大的前景或透镜物体位于观察者和背景光源之间时，就会发生一种称为引力透镜的现象，导致来自背景物体的光弯曲并采取不同的路径穿过和围绕透镜物体。这不仅可以使单个物体出现在天空中的多个点上，而且还可以具有放大这种光线的效果。
在SDSSJ0826+5630的情况下，无线电波信号被早期星系之间的另一个星系放大，作为透镜体。“这有效地导致信号放大30倍，允许望远镜拾取它，”印度科学研究所物理系的共同作者和副教授Nirupam Roy说。
天文学家团队认为，对来自这个早期星系的氢线信号的探测表明，在宇宙的早期时期观测来自其他遥远星系的无线电信号是可行的。
这反过来可能开辟一种使用长波长射电望远镜探测恒星和星系演化的新方法，以及早期宇宙如何演变成我们在当前时代看到的宇宙。
该团队的研究在皇家天文学会月刊上发表的一篇论文中有详细说明。
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（神秘的地球uux.cn）据cnBeta：恒星是如何在遥远的星系中形成的？长期以来，天文学家们一直试图通过探测附近星系发出的无线电信号来回答这个问题。然而，星系离地球越远，这些信号就越弱，使得目前的射电望远镜很难捕捉到。
现在，来自蒙特利尔和印度的研究人员从迄今为止最遥远的星系中捕捉到了一个特定波长的无线电信号，被称为21厘米线，使天文学家能够窥探早期宇宙的秘密。在印度的巨型元波射电望远镜的帮助下，这是第一次在如此大的距离上探测到这种类型的无线电信号。
"一个星系会发出不同种类的无线电信号。直到现在，我们只可能从附近的星系中捕捉到这种特殊的信号，将我们的知识限制在那些离地球较近的星系中，"麦吉尔大学博士后研究员Arnab Chakraborty说，他由Matt Dobbs教授指导。
"但是多亏了一种自然发生的现象--引力透镜的帮助，我们可以从破纪录的距离捕捉到一个微弱的信号。这将有助于我们了解距离地球更远的星系的构成。"
研究人员首次能够探测到来自一个被称为SDSSJ0826+5630的遥远的恒星形成星系的信号，并测量其气体成分。研究人员观察到这个特殊星系的气体含量的原子质量几乎是我们可见的恒星质量的两倍。
研究小组检测到的信号是从这个星系发出的，当时宇宙只有49亿年的历史，使研究人员能够一窥早期宇宙的秘密。在麦吉尔大学物理系研究宇宙学的Chakraborty说："这相当于回看了88亿年的时间。
"引力透镜放大了来自遥远物体的信号，帮助我们窥视早期宇宙。在这个特定的情况下，信号因目标和观察者之间存在另一个大质量物体，即另一个星系而发生弯曲。"共同作者、印度科学研究所物理系副教授Nirupam Roy说："这有效地导致信号放大了30倍，使望远镜能够接收到它。"
据研究人员称，这些结果证明了用引力透镜观察类似情况下的遥远星系的可行性。它还为用现有的低频射电望远镜探测恒星和星系的宇宙演化提供了令人兴奋的新机会。