宇宙热浪导致斑块状星系形成

这张图描绘了宇宙从大爆炸到现在的演变过程。显示了两个分水岭时期。大爆炸后不久，来自第一批恒星的光在一个称为再电离的过程中燃烧掉了一团冷氢。在后来的时代，类星体，即活跃星系的黑洞核心，发出足够的紫外线来重新电离原始氦。

一项新的研究发现，110亿年前的星系热浪释放出猛烈的辐射，改变了一些星系的形成方式。

在这段“天文学家认定为117亿至113亿年前”的全球变暖时期，类星体发出的紫外线在一个称为电离的过程中从氦团中剥离了电子。研究人员说，由此产生的热浪阻碍了一些矮星系的生长近5亿年。

类星体被发现于一些遥远星系的中心，并包含超大质量黑洞。这些极其明亮的宇宙物体“在无线电波、X射线和其他形式的电磁辐射中发光”，可以在100多亿光年外被探测到。Aquasar的能量被认为是从高速旋转进入超大质量黑洞的物质中产生的。

在这项新的研究中，研究人员使用哈勃太空望远镜确定，类星体活动的爆发导致星系间氦从18000华氏度（超过9980摄氏度）加热到近40000华氏度（高于22200摄氏度）。这段高温期抑制了星系间气体的引力聚集，形成新一代恒星，影响了小星系的形成。”

科罗拉多大学博尔德分校天体物理学和行星科学教授Michael Shull告诉太空网：“我们认为，在早期宇宙中，这种加热爆发阻止了许多低质量星系形成恒星。”“这种加热爆发进入星系间的氦，加热气体，并改变星系的形成，尤其是矮星系。”

这项研究将在10月20日的《天体物理杂志》上详细报道

透过哈勃的眼睛看

舒尔和他的研究团队使用哈勃的宇宙起源光谱仪来探测可见的遥远宇宙，与其他天基光谱仪相比，其功率和灵敏度都有所提高。

天文学家研究了大约110亿光年外的类星体产生的紫外线光谱。

舒尔说：“我不想把它称为宇宙的边缘，但它越来越近了。”

这些观测结果使研究人员能够对星系间氦进行比以前更详细的测量。

舒尔说：“我们第一次看到从一个地方到另一个地方的供暖是间歇性的。”“类星体相距很远，‘相距数百万光年’，这就产生了非常不均匀的再电离。有冷而暗的斑块，还有其他被电离和加热的斑块。”

“黑暗地带的矮星系并没有发育迟缓，”他说。“在电离和加热的斑块中，这些星系的生长发育迟缓，甚至可能被摧毁。”

确定时间

舒尔说，在过去的五年里，理论家们一直试图确定宇宙中“氦再电离”的后果。

这一过程被称为氦再电离，因为130多亿年前，宇宙经历了一次初始热浪，当时来自早期大质量恒星的能量使宇宙大爆炸产生的冷星际氢电离。据估计，宇宙大约有137亿年的历史。

作为理论工作的结果，科学家们知道会发生什么，但直到现在，还不知道这种再电离发生的确切时间。

舒尔说：“现在我们知道事情是什么时候发生的。”“我想，如果没有氦的再电离，可能会形成更多的矮星系。”

氦的再电离发生在宇宙历史的过渡时期，当时星系碰撞点燃了高能类星体。

氦的电离和随之而来的变暖效应在超过5亿年的时间里扩散开来，之后星系间气体冷却，矮星系能够恢复正常的形成过程。

舒尔和他的研究团队已经在努力跟进这项研究的结果。由于他们最初的观测只有一个视角来测量氦向电离态的转变，研究人员热衷于利用类星体周围的视线以及宇宙其他部分的不同类星体来扩展这些测量。

他说：“我们将在森林的另一个角落再观察几个类星体，看看这是否在任何地方都以同样的方式发生。”