빅뱅 이후 얼마 지나지 않아 모든 것이 어두워졌습니다. 초기 우주에 퍼진 수소 가스는 우주의 첫 번째 별과 은하의 빛을 빼앗아 갔을 것입니다. 수억 년 동안, 갤럭시의 별, 심지어 초대형 블랙홀 (Black Holes)이 만든 것과 같은 눈에 띄게 밝은 비콘조차도 보이지 않았을 것입니다.
결국 고 에너지 자외선이 재 이온화라는 과정에서 원자가 분리 되면서이 안개가 불에 타 버렸다. 그러나 이것이 어떻게 이루어 졌는지 (천상의 물체가 과정에 힘을 발휘했는지, 그리고 얼마나 많은 사람들이 필요한지에 대한 질문)는 수십 년 동안 천문학자를 소비했습니다.
이제 일련의 연구에서 연구원들은 그 어느 때보 다 초기 우주를 더 자세히 살펴 보았습니다. 그들은 은하와 암흑 물질을 거대한 우주 렌즈로 사용하여 알려진 가장 초기의 은하를 보았습니다. 또한 국제 천문학 자 팀은 수백만의 수백만의 태양이있는 수십 개의 초대형 블랙홀이 초기 우주를 밝히는 것을 발견했습니다. 다른 팀은 누군가가 가능한 생각을하기 전에 수백만 년 동안 초대형 블랙홀이 존재했다는 증거를 발견했습니다. 새로운 발견은 우주의 역사 초기에 그러한 초기 블랙홀이 어떻게 그렇게 형성 될 수 있었는지에 대한 의문을 제기 했음에도 불구하고 우주의 재 이온화에 얼마나 많은 블랙홀이 기여했는지 분명히해야합니다.
.첫 번째 빛
빅뱅 후 첫 해에 우주는 너무 뜨거워서 원자가 형성되도록했습니다. 양성자와 전자가 날아가서 어떤 빛을 산란시켰다. 그런 다음 약 380,000 년 후,이 양성자와 전자는 수소 원자를 형성하기에 충분히 냉각되어 향후 수억 년 동안 별과 은하로 합쳐졌습니다.
.이 은하의 별빛은 밝고 활력이 있었을 것입니다. 이 빛이 우주로 날아 가면서 더 많은 수소 가스에 부딪쳤다. 이 빛의 광자는 수소 가스를 분리하여 재 이온화에 기여하지만, 그렇게했던 것처럼 가스는 빛을 빼앗 았습니다.
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이 별을 찾으려면 천문학자는 빛의 비다 마비 부분을 찾아서 거기에서 추정해야합니다. 그러나이 비 구마벌 라이트는 비교적 어둡고 도움없이보기가 어렵습니다.
오스틴에있는 텍사스 대학교의 천체 물리학자인 Rachael Livermore가 이끄는 팀은 거대한 우주 렌즈 형태로 필요한 도움을 발견했습니다. 이 소위 중력 렌즈는 거대한 암흑 물질로 채워진 은하계 클러스터가 시공간에 구부러져 반대편의 다른 물체에 집중하고 확대합니다. Livermore는 Hubble Space Telescope의 이미지와 함께이 기술을 사용하여 빅뱅 이후 6 억 년 동안 매우 희미한 은하를 발견했습니다.
에 나타난 최근 논문에서 Astrophysical Journal , Livermore와 동료들은 또한 이전에 알려진 은하에 이와 같은 은하를 추가하면 별이 우주를 다시 이온화하기에 충분한 강렬한 자외선을 생성 할 수 있어야한다고 계산했습니다.
그러나 캐치가 있습니다. 이 작업을 수행하는 천문학 자들은 별의 자외선이 얼마나 많은 시간이 홈 은하 (광개 차단 수소 가스로 가득 찬)를 탈출하여 더 넓은 우주로 나가서 큰 재 이온화에 기여하는 양을 추정해야합니다. 이스케이프 분수라고 불리는이 추정치는 Livermore가 신속하게 인정하는 큰 불확실성을 만듭니다.
또한 모든 사람이 Livermore의 결과를 믿는 것은 아닙니다. 네덜란드 라이덴 대학교 (Leiden University)의 천체 물리학자인 Rychard Bouwens는 에 제출 된 논문에서 주장합니다. Astrophysical Journal 그 리버모어는 중력 렌즈를 구성하는 은하 클러스터에서 빛을 제대로 빼지 않았습니다. 그 결과, 먼 은하는 리버모어와 동료들과 마찬가지로 희미하지 않으며 천문학 자들은 별을 우주를 이온화시킬만큼 충분한 은하를 발견하지 못했다고 말했다.
.초대형 블랙홀의 우위
별이 일을 할 수 없다면 아마도 초대형 블랙홀이 될 수 있습니다. 크기가 크고, 태양의 질량의 최대 10 억 배까지, 초대형 블랙홀은 물질을 삼키고 있습니다. 그들은 그것을 향해 잡아 당기고 가열합니다. 퀘이사는 별보다 더 이온화 된 방사선을 방출하기 때문에 이론적으로 우주를 다시 이온화 할 수 있습니다.
트릭은 충분한 퀘이사를 찾는 것입니다. 지난달 Scientific Preprint 사이트 arxiv.org에 게시 된 논문에서, Subaru 망원경과 함께 일하는 천문학 자들은 이전에 확인 된 것보다 약 10 번째 퀘이사를 발견했다고 발표했습니다. 프린스턴 대학교의 천체 물리학 자이자 팀원 인 마이클 스트라우스 (Michael Strauss)는 그러한 희미한 퀘이사를 통해 천문학 자들은이 초대형 블랙홀이 얼마나 많은 자외선을내는 지 계산할 수 있어야한다고 말했다. 연구원들은 아직 분석을 수행하지 않았지만 앞으로 몇 달 안에 결과를 게시 할 것으로 예상합니다.
이 퀘이사 중 가장 오래된 퀘이사는 빅뱅 후 약 10 억 년으로 거슬러 올라가는데, 이는 일반적인 블랙홀이 얼마나 오래 걸리는 지에 관한 것 같습니다.
.이것이 바로 최근의 또 다른 발견이 그렇게 당황한 이유입니다. 유럽 남부 천문대의 천문학자인 리차드 엘리스 (Richard Ellis)가 이끄는 연구팀은 빅뱅 이후 6 억 년이 지났을 때 밝은 스타 형식의 은하계를 관찰하고있었습니다. 갤럭시의 스펙트럼 (파장에 의한 빛의 카탈로그)은 이온화 질소의 시그니처를 함유하는 것으로 보였다. 일반 수소를 이온화하기는 어렵고 질소를 이온화하기가 어렵습니다. 별이 방출하는 것보다 더 높은 에너지 자외선이 필요합니다. 엘리스는 이번에는 이온화 방사선의 또 다른 강력한 공급원이 현재 존재해야했다고 말했다.
초기 별 형성 은하의 중심에있는 초대형 블랙홀 하나는 이상적 일 수 있습니다. 우주를 다시 이온화하기에 충분한 주변에 있다는 것을 의미하지는 않습니다. 그래서 엘리스는 다른 초기 은하를보기 시작했습니다. 그의 팀은 이제 초기 우주의 다른 거대한 별 형성 은하의 중심에 자리 잡고 있다는 잠정적 인 증거를 가지고 있습니다. 이 물체들을 연구하면 우주를 다시 이온화 한 것을 명확하게하고 대기적인 블랙홀이 어떻게 형성되었는지를 밝히는 데 도움이 될 수 있습니다. 엘리스는“이것은 매우 흥미로운 가능성입니다
이 모든 작업은 우주를 다시 이온화 한 것에 대한 비교적 간단한 설명에 수렴하기 시작했습니다. 젊고 뜨거운 별의 첫 번째 인구는 아마도 그 과정을 시작한 후 수억 년 동안 앞으로 나아갔습니다. 시간이 지남에 따라이 별들은 죽었다. 그들을 대체 한 별들은 그렇게 밝고 뜨겁지 않았습니다. 그러나 우주의 역사 에서이 시점에서 초대형 블랙홀은 성장할 시간이 충분하고 인수하기 시작할 수있었습니다. 오스틴의 텍사스 대학교의 천체 물리학자인 Steve Finkelstein과 같은 연구원들은 초기 은하 활동의 최신 관찰 데이터와 시뮬레이션을 사용 하여이 시나리오의 세부 사항을 테스트하여 다른 시간에 프로세스에 얼마나 많은 별과 블랙홀이 프로세스에 기여하는지와 같은이 시나리오의 세부 사항을 테스트합니다.
.그의 작품과 우주의 첫 10 억 년과 관련된 모든 작업은 2018 년 Hubble의 후계자 인 James Webb Space Telescope가 출시 된 후 몇 년 동안 우주에서 첫 번째 물체를 찾도록 명시 적으로 설계된 후에 향상 될 것입니다. 그 결과는 아마도 더 많은 의문을 불러 일으킬 것입니다.
교정 2017 년 5 월 19 일 :스바루 팀은 최근 기사가 원래 언급 한 것처럼 32 개가 아닌 초기 우주에서 33 개의 퀘이사를 발견했다고 발표했습니다.
