人們在大爆炸後 14 億年的星系中發現了一個由熾熱、大質量恆星組成的明亮、密集的星團，這有助於結束早期宇宙的朦朧日子，在這段日子裡，中性氫氣覆蓋了整個宇宙，遮蔽了來自明亮物體的紫外線。
該星團被發現在一個小但快速增長的星系中發射紫外線 哈伯太空望遠鏡。這種紫外線的存在，以及 星星-產生它的星團的形成歷史表明，恆星形成的爆發促成了電離輻射波，逐漸清除了中性暗氫。
由於 大霹靂宇宙中充滿了中性氫氣，這種氣體對短波長的光（例如紫外線）是不透明的。然而，這種紫外線是中性氫最大的敵人，它逐漸使整個宇宙的氣體電離。一旦電離，氫氣就無法吸收紫外線，因此，宇宙在這些波長下變得透明。
正因為如此，最初的十億年左右被稱為再電離時代。它被稱為「再電離」而不是電離，因為從技術上講，氣體在大爆炸後的前 379,000 年期間曾被電離過一次。
在調查這個時代的成因時，天文學家發現了兩個主要嫌疑人，它們可能產生足夠量的紫外線來電離中性氫。一個是活躍的 超大質量黑洞 另一個是第一代 熾熱的大質量恆星。問題是，鑑於中性氫善於吸收紫外線，天文學家很難追蹤紫外線的來源並確定這兩個嫌疑犯中哪一個是罪魁禍首。
2023年， 詹姆斯韋伯太空望遠鏡 （JWST）取得重大突破，找到了 星系 在大爆炸產生足夠的能量電離周圍的中性氣體之後僅存在了 9 億年。
現在，哈伯太空望遠鏡更進一步，探測到了來自 MXDFz4.4 星系的紫外光。只有當周圍的氣體已經電離時，這種紫外線才應該是可見的。
領導這一發現的巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所 (STScI) 的伊利亞斯·古瓦茨 (Ilias Goovaerts) 在一份報告中表示：“人們認為觀測這樣的星係是不可能的。” 陳述。 “研究人員預計，充滿早期宇宙的中性氫‘霧’會太厚，遮蔽我們對其電離光的觀察。哈伯不僅探測到了這種光，而且還幫助揭示了有關星系特徵的令人難以置信的細節。”
MXDFz4.4 首次在 MUSE 極深場 (MXDF) 中被發現，MUSE 是歐洲南方天文台的多裝置光譜探測器。 非常大的望遠鏡 在智利。其名稱中的“z4.4”部分告訴我們銀河系存在於一個 紅移 為4.4，這意味著它存在於123.7億年前。從那時起，隨著宇宙隨著時間的推移而膨脹，紫外線已經紅移到哈伯望遠鏡偵測到的可見波長。
STScI 哈伯任務副主任馬克·拉菲爾斯基 (Marc Rafelski) 表示：“天文學家已經發現了宇宙歷史上此時存在的許多星系，但我們尚未檢測到其中任何一個的電離光子，這使得 MXDFz4.4 成為獨一無二的星系。”
MXDFz4.4 比我們的小 100 倍 銀河系 但它形成恆星的速度是我們銀河系的十倍。許多恆星誕生在一個狹窄而明亮的地方 堆疊 產生電離紫外線。
古瓦茨說，該星團「在一個狹小的空間中包含許多年輕、熾熱、大質量的恆星，它們能更好地衝破暗氣體」。
此外，透過將哈伯望遠鏡對 MXDFz.4.4 的觀測結果與 JWST 的觀測結果（JWST 探測星系中較冷和較老的恆星）進行比較，Goovaerts 和 Rafelski 的團隊發現，星團中的恆星是在爆炸中形成的，每一次爆炸都會在過時離子上產生更多的輻射。時間。我們現在看到的星係是在它完成周圍氣體的再電離之後大約 2.5 億年。星團中這些熾熱的大質量恆星在幾百萬年後結束了生命 超新星 爆炸、衝擊波和輻射會在氣體中形成氣泡 光年 更遠的地方，為紫外光逸出並被哈伯望遠鏡探測到創造了更多的路徑。
這些觀測結果似乎反駁了早期宇宙年輕星系中熾熱、大質量、發光恆星團在宇宙中性氣體電離過程中扮演主導角色的理論。
「哈伯對 MXDFz4.4 的觀測使我們能夠比以往任何時候都更接近再電離時代來檢驗我們的假設，」拉菲爾斯基說。 “找到更多的星系，特別是在稍晚的宇宙年齡，可以獲得更大的樣本，將使我們能夠改進這些測量，並了解在那個時代結束時是什麼讓我們的視野更加清晰。”
結果於 6 月 23 日公佈於 天體物理學雜誌。
