首次探测宇宙黎明“造星燃料库”，天文学家在REBELS-25发现大量冷气体
星系是通过将气体转化为恒星而逐渐成长，而冷分子气体就是其中最主要的燃料。
过去天文学家虽然推测，在宇宙黎明时期，也就是第一批恒星与星系开始诞生的年代，那些巨大星系中应该存在大量气体储量，但一直缺乏直接观测证据。如今，天文学家在一个名为REBELS-25的恒星形成活跃星系中，发现大量冷分子气体储库。这些冷分子气体是形成恒星最直接的原料，这项发现也代表，宇宙在非常早期时，部分星系便已具备快速形成恒星的条件。
此研究聚焦于红移高达z=7.3的REBELS-25。所谓“红移”，是指宇宙膨胀将星系光线波长拉长的现象，红移越高，代表我们看到的时间越早。REBELS-25的光来自宇宙年龄仅约7亿年的时代，也就是宇宙目前年龄的大约5%。这是宇宙演化的重要阶段，被称为“宇宙再游离时期”。此时第一批恒星与星系陆续诞生，逐渐将原本“黑暗”且充满中性气体的宇宙，转变成今日所见的“透明”宇宙。这次研究利用位于美国新墨西哥州的特大天线阵（VLA），以及位于智利的阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列（ALMA），寻找来自一氧化碳分子的微弱电波讯号。由于一氧化碳可做为宇宙中冷分子气体的重要追踪物，因此天文学家能借由观测这些讯号，推测星系内是否存在大量可供形成恒星的气体。最终研究团队成功在REBELS-25中侦测到来自冷气体的讯号，成为目前宇宙中最遥远的相关观测记录。结果显示，REBELS-25在宇宙仍非常年轻时，就已拥有大量可供形成恒星的物质。
这张示意图展示宇宙自大霹雳至今的演化历程，并标示出极为遥远的星系REBELS-25。天文学家所观测到的REBELS-25位于约130亿年前的宇宙再游离时期。当宇宙年龄仅约7亿年时，REBELS-25就已拥有庞大的冷分子气体储库。这些冷分子气体是形成恒星最直接的原料，显示部分早期星系已具备快速形成恒星的条件。（Source：NRAO）
不过，要在如此遥远的宇宙中找出冷分子气体并不容易。这些气体发出的讯号非常微弱，而且还会受到宇宙微波背景的影响。宇宙微波背景是大霹雳后留下的微弱辐射，存在于整个宇宙中；在越早期的宇宙中，它看起来越明亮，就像一层背景光，会让冷气体讯号变得更难分辨。因此，过去天文学家并不确定，是否真的能在这么早期的星系中直接观测到冷分子气体。这次结果显示，在大霹雳后仅7亿年的星系中，已经存在大量可供形成恒星的冷气体储库，也证明只要望远镜足够灵敏，天文学家仍有机会直接观测宇宙黎明时期的冷分子气体。
这项成果提供了早期星系为何能在大霹雳后短时间内迅速成长的重要线索。过去天文学家大多只能通过间接方式推估星系中的气体含量，如今则首次能直接测量驱动星系快速成长的“燃料”本身。REBELS-25所拥有的大量冷气体，也显示部分早期星系早已具备剧烈恒星形成的条件，这对理解宇宙最初十亿年间星系如何快速成长，是相当重要的一步。
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