哈勃新发现：我们的宇宙可能比预期更早熟

面对宇宙，我们在空间上看得越遥远，就意味着在时间上看到久远的过去。所以，向宇宙深处不断凝望，就像回看宇宙历史的倒放。

在一项研究中，欧洲的一支天文学小组，利用哈勃太空望远镜将时间拉回到宇宙大爆炸后仅5亿年，对宇宙早期情况展开观测。哈勃的数据表明，宇宙中第一批恒星和星系的形成比原先所想的要早。换句话说，我们的宇宙可能比预期更早熟。

探测最早一批恒星和星系，是现代天文学的一个重大挑战。我们目前甚至还不清楚宇宙中第一批恒星和星系是什么时候以及如何形成的。

天文学家将恒星分为第一星族星（Population I star）、第二星族星（Population II star）和第三星族星（Population III star），其中第三星族星最古老，是宇宙第一批恒星。区分不同星族的最重要依据是恒星的组成成分，专业术语叫金属丰度（天文学中把比氦重的元素称为金属元素）。

在宇宙创生之初，太空中只有氢、氦和少量的锂，随着恒星的出现，才锻造出更重的氧、氮、碳、铁等元素。因此，第三星族星完全由氢、氦、锂构成，它们内部会通过核聚变产生更重的元素，然后经由超新星爆发释放到太空。

为了研究恒星形成的奥秘，由欧航局天文学家拉查娜·巴塔德卡尔（Rachana Bhatawdekar）领导的研究小组，试图探寻第三星族星的踪迹。研究人员利用哈勃太空望远镜，同时引入斯皮策太空望远镜和甚大望远镜的观测数据，探索了大爆炸后5亿-10亿年间宇宙早期的情况。

说起来，该研究还得益于所谓的哈勃边疆场计划——哈勃太空望远镜在2012年-2017年期间，详细观测了6个遥远星系团，并借助引力透镜效应，揭示更为遥远的背景星系的情况。MACS J0416正是其中一个星系团，也是本次研究的对象。

巴塔德卡尔团队开发出一种新技术，能够有效移除作为引力透镜的星系团的星光，进而捕捉到更遥远、微弱的背景星系，将视野极限推到宇宙大爆炸后仅5-10亿年。

出人意料的是，他们并没有在这个时间段内发现第三星族星。这意味着宇宙中第一批恒星和星系的形成比原先所想的要早。

巴塔德卡尔表示：“这些结果对天体物理学产生了深远影响，因为它们表明星系形成的时间肯定比我们想象的要早得多。另一方面，这也有力支持了再电离由宇宙早期低质量星系引发的观点。”

显然，宇宙第一批恒星与星系的形成，远在哈勃观测极限之外。在此领域想要取得更进一步的成果，希望只能寄托在鸽王詹姆斯·韦伯太空望远镜身上了。

参考来源：

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/hubble-makes-surprising-find-in-early-universe