天文學(xué)家已經(jīng)確定所謂的“泄漏”星系可能引發(fā)了我們宇宙中最后一個(gè)偉大的轉(zhuǎn)型時(shí)代，一個(gè)使中性星際氣體電離的時(shí)代。

數(shù)十億年前，我們的宇宙比今天小得多，也熱得多。在很早的時(shí)候，它又小又熱，處于等離子體狀態(tài)，電子從原子核中分離出來。但是當(dāng)宇宙大約存在 38 萬年時(shí)，它冷卻到電子可以重新結(jié)合到它們的原子核上，形成中性原子湯的程度。

然而，對當(dāng)今宇宙的觀察表明，宇宙中幾乎所有的物質(zhì)都不是中性的。相反，它被電離，再次處于等離子體狀態(tài)。在其間的數(shù)十億年中，必須發(fā)生某些事情才能將宇宙中的中性氣體轉(zhuǎn)化為電離等離子體。天文學(xué)家將這一事件稱為再電離時(shí)代，并懷疑它發(fā)生在大爆炸后的最初幾億年內(nèi)。但他們不確定這一轉(zhuǎn)變事件是如何進(jìn)行的。

現(xiàn)代宇宙學(xué)的一大爭論是再電離的來源。一種假設(shè)是類星體負(fù)責(zé)。類星體是超大質(zhì)量黑洞周圍的超亮核心，它會(huì)釋放出大量的高能輻射。這種輻射很容易淹沒宇宙并將其從中性轉(zhuǎn)變?yōu)殡婋x。但這個(gè)假設(shè)的問題在于類星體相對稀少，因此它們很難覆蓋整個(gè)宇宙。

另一個(gè)假設(shè)是富含恒星形成的年輕星系負(fù)責(zé)。在這種情況下，電離中性氣體的過程在整個(gè)宇宙中更為分散。每個(gè)單獨(dú)的星系只能電離其附近的氣體，但由于星系如此之多，因此有可能使整個(gè)宇宙再電離。但唯一的方法是讓足夠多的高能輻射從星系中泄漏到周圍的介質(zhì)中。

一組天文學(xué)家使用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡研究了這一假設(shè)。他們不能直接研究從星系發(fā)出的輻射，因?yàn)檩椛鋾?huì)被我們和這些星系之間數(shù)十億光年的物質(zhì)吸收。因此，他們不得不尋找其他線索。利用 James Webb 研究遙遠(yuǎn)星系的能力，他們能夠測量星系的緊湊程度以及恒星形成的豐富程度。然后，他們能夠?qū)⑦@些星系與在當(dāng)今宇宙中發(fā)現(xiàn)的類似星系進(jìn)行比較，以估計(jì)從它們泄漏的輻射量。

他們估計(jì)，早期宇宙中的星系平均泄漏了大約 12% 的可用高能光子。這足以在相對較短的時(shí)間內(nèi)將整個(gè)宇宙潛在地再電離。研究結(jié)果發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》雜志上。

然而，由于天文學(xué)家必須做出的假設(shè)數(shù)量眾多，結(jié)果并不是決定性的。但它確實(shí)為解決這個(gè)長期存在的宇宙之謎指明了一個(gè)有趣的方向。