迄今为止确认的最遥远的天体

本周，一个由天文学家组成的国际小组证实，他们看到了迄今为止所见过的最遥远的物体。本·瓦尔斯勒采访了布里斯托尔大学的马尔科姆·布雷默教授，以了解更多信息。

马尔科姆:我们试图找出极其遥远的星系——在这种情况下，是一个单独的星系——这样我们就可以了解星系演化的早期阶段。我们在宇宙历史的早期就看到了这个星系。因此，我们认为它将告诉我们很多关于星系如何形成的早期阶段，然后从非常小的构建块，比如这个星系，演变成像我们今天看到的银河系这样的更大的星系。而且，我们在宇宙的一个特定时间看到这个物体，在那里充满宇宙的气体状态发生了转变，我们希望能够利用这个星系作为探测器。

本:那么，如果我们稍后回到用这个星系的光作为探测器来测量宇宙学，首先，告诉我更多关于这个星系的事情。我们认为这是一个非常大的红移。这到底是什么意思呢?

马尔科姆:红移是测量宇宙在光子从星系发出，辐射从星系发出，到我们接收到它的时间之间膨胀了多少。所以大约8.5的红移实际上与宇宙在线性维度上拉伸了9.5倍有关。

本:那这意味着到达我们这里的光到底有多老呢?

马尔科姆:这实际上意味着光是在宇宙大爆炸后大约6亿年发出的，而我们现在接收到的是131亿年之后的光。光到达我们所需要的时间，同样，我们感兴趣的光，最初是以紫外线发射的，我们接收到的是红外线，因为宇宙的膨胀把所有来自星系的辐射波长拉长了那么多，到我们真正接收到辐射的时候。

本:那么，这个新星系，有什么特别之处使我们能够看到它吗，即使它离我们那么远?

Malcolm:嗯，我们希望不是这样，因为我们试图描述的是这些距离的典型星系。为了找到这个天体而搜索的天空区域是由其他天文学家使用哈勃太空望远镜和一个全新的红外摄像机进行搜索的他们得出了一个天体的目录他们认为这些天体在很远的地方。它们中的任何一个都可能在这个物体的距离上，甚至稍微大一点。所以我们实际上希望的是，这是一个典型的，非常非常遥远的物体。只是碰巧，因为我们花了很大的努力，这是我们第一次确认在这么远的地方。

你之前提到我们可以用它来探索宇宙。因为这些光是在宇宙非常年轻的时候发出的，我们能从这些光中确定宇宙的状态吗?

马尔科姆:嗯，我们预计这个物体是在充满宇宙的氢改变状态时被观测到的。在此之前，氢是凉爽的中性物质，就像地球大气层中的气体一样。但是，在某个时刻，有什么东西电离了这些气体，其结果是中性氢对这些星系发出的大部分辐射是不透明的。但当它被电离，有效带电，加热时，它变得透明，你可以看到从这些星系中逸出的光。这是宇宙进化的重要一步。知道它何时开始，何时结束，以及是什么导致了加热，气体的电离，对天文学家来说是一系列重要的问题。如果我们理解了这一点，我们对早期宇宙的了解就会比现在多得多。

所以，观察这个遥远星系的光谱，我们不仅可以知道它有多远，有多大的空间被扩张了，而且通过观察气体吸收了一些光从而被电离的地方，我们也可以开始了解这个星系周围的情况。

马尔科姆:没错，这个星系的一个特殊之处在于，尽管我们已经探测到它，并且探测到它内部有氢的迹象，但它本身似乎不够明亮，不足以在更大范围内将周围的氢从中性转化为电离气体。因此，我们怀疑我们所看到的是其他星系的特征这些星系要么在我们看到这个星系之前非常明亮，要么只是很多小星系太暗而无法探测到，它们实际上已经为这个物体挖掘了中性氢。它本身，我不认为能够执行这个过程。

本:所以这是其他星系的证据，它们仍然太暗，我们用现有的技术无法看到，但它们一定存在过，才能产生这种效果。我们的下一步是什么?我们该如何开始寻找这些星系呢?

Malcolm:这些观测结果显然已经突破了我们目前太空和地面望远镜技术的极限，但天文学领域的技术进步很快就会发生。例如，我们将在地面望远镜上安装新的仪器，我们现在正在使用。而且，在接下来的几年里，将会有哈勃太空望远镜的继任者，这是詹姆斯·韦伯太空望远镜。从长远来看，我们希望在地面上建造超大的望远镜，镜子的尺寸为30-40米，而目前大型望远镜的典型尺寸是8米的镜子。这将对这类物体更加敏感，希望我们不仅能够探测到这些物体，还能得到它们更好的光谱，因此能够告诉你更多关于它们的物理状态。