美國加州大學伯克利分校和芝加哥大學的研究人員通過分析南極望遠鏡的最新數據，對大爆炸之后第一代大質量星系開始形成和持續的時間進行了更明確界定。這一時期被稱為“再電離時代”，其發生比人們預想的更快，也結束得更早。相關論文發表在9月1日出版的《天體物理學雜志》上。

加州大學伯克利分校伯克利宇宙物理學中心（BCCP）博士后奧利弗·扎恩說，極端明亮、活躍的星系的形成全面照亮了宇宙，這一時間約在宇宙7.5億歲的時候，也就是大約130億年前。他領導了對數據的分析，這些數據為宇宙的第一個星系形成時期再電離時代提供了新的限制條件。

大部分天文學家認為，早期恒星從大質量氣體星云誕生，由此而產生了第一代星系。這些恒星發出高能量的光，使星系內外的氫氣電離，生成了跨越數百萬光年的“電離泡泡”，在宇宙背景輻射（CMB）上留下了持久的信息特征。宇宙背景輻射是早期宇宙遺留下來的光，今天的天空中隨處可見。

“我們發現，再電離時代從宇宙2.5億歲以后開始，持續了不到5億年。”扎恩說，“此前科學家認為再電離時代持續了7.5億年或者更長，也沒有證據顯示這一時代何時開始。”

第一個電離時期是在宇宙大爆炸之后，一切事物都極熱，所有氣體、絕大部分氫氣都被電離。到宇宙大約40萬歲時，冷卻到了一定程度，電子才能圍繞在質子周圍形成中性氫原子。

論文合著者、芝加哥大學的約翰·卡爾斯托姆說：“研究再電離時代非常重要，這是我們研究第一代恒星和星系的少數途徑之一。我們還不知道第一代恒星形成的確切時間，或者再電離過程開始于何時，但理解這些現象是非常重要的，因為它們極大地影響了宇宙后期結構的形成。”這一時期持續時間并不長，這也表明擁有十多億顆恒星的巨大星系在再電離時代扮演了關鍵角色，因為更小的星系會形成得更早。

南極望遠鏡高75英尺，位于阿蒙森—斯科特南極觀測站，專門用于探測宇宙微波背景中的再電離信號，讓天文學家能檢測部分電離階段的范圍。新研究還結合來自WMAP（威爾金森微波各向異性探測）衛星的較早期數據。“我們的數據最可能告訴你再電離時代持續了多久，WMAP最可能告你它平均是什么時候開始的，二者結合就能知道電離隨時間的演化進程。”扎恩說。（常麗君）