科學家一直致力于尋找宇宙中的原始物質(zhì)，但是一直沒有成功，直到目前首次觀測到未受金屬污染，完全原始的氣體云。近日，天文學家們首次成功觀測到形成于宇宙大爆炸后極早期宇宙中的原始氣體云。這些氣體云的化學組成符合理論預期，這一發(fā)現(xiàn)證明現(xiàn)有宇宙學模型中對于宇宙化學元素起源的解釋應(yīng)當是正確的。

研究人員此次調(diào)用夏威夷莫納克亞山頂?shù)膭P克-1望遠鏡加裝HIRES光譜儀獲取了遙遠類星體發(fā)出的光線數(shù)據(jù)。此次發(fā)現(xiàn)可能將改變?nèi)藗儗τ谟钪嬷泻阈菕仦⒊龅慕饘僭胤植寄Ｊ降挠^點。

（天文學家們近日首次成功觀測到形成于宇宙大爆炸后極早期宇宙中的原始氣體云）

宇宙大爆炸中僅僅能產(chǎn)生質(zhì)量最輕的元素，即氫和氦。在大爆炸發(fā)生數(shù)百萬年之后，第一批恒星才在氣體聚集塌縮作用下形成，這些恒星最終形成了更重的元素。在此之前，天文學家們尋遍宇宙，但是目光所及都有金屬元素的痕跡。這里要注意一點，在天文學中，所謂的“金屬”指的是除去氫和氦之外的所有其他元素。

這些氣體云中缺乏金屬，顯示其成分非常原始。這一發(fā)現(xiàn)讓人振奮，因為這是人類首次確認早期宇宙中化學成分和大爆炸模型預言相符的原始氣體云物質(zhì)。研究人員調(diào)用夏威夷莫納克亞山頂?shù)膭P克-1望遠鏡加裝HIRES光譜儀獲取了遙遠類星體發(fā)出的光線數(shù)據(jù)。他們將這些暗弱的星光分解成不同波段，這樣他們便能識別出哪些波段出現(xiàn)了缺失，這種缺失是光從遙遠的類星體抵達地球的路途中被物質(zhì)吸收的結(jié)果。對光譜中的吸收譜線進行分析，這是光線被途中氣體吸收的結(jié)果，便能反推出光線途經(jīng)旅途中遇到的氣體物質(zhì)的成分。

自然界中的每種元素都會在光譜中留下獨特的譜線。在這一氣體云產(chǎn)生的譜線中，科學家們僅僅識別出氫元素和它的同位素氘產(chǎn)生的譜線。探測儀器對氦元素不是特別敏感，但是如果設(shè)備敏感度足夠高，是可以看到氦元素的譜線痕跡的。不過儀器對碳，氧和硅元素的靈敏度很高，但是這些元素卻完全沒有被檢測到。

研究者們估計此次觀測的這一原始氣體云的金屬度約為太陽金屬度的十萬分之一。而在另一個極端，已知金屬度最高的的恒星或氣體云中，其金屬度高達太陽的10倍。宇宙中不同區(qū)域的金屬豐度差異很大，因此這一發(fā)現(xiàn)為我們理解金屬元素在整個宇宙中的播撒分布提供了新的參照。

當一臺強大的望遠鏡觀測遙遠的星系，它正在回溯時間。由于這些遙遠天體發(fā)出的光抵達地球需要時間，因此我們所觀察到的這些天體事實上只是它們久遠的過去的影像。此次分光觀測的原始氣體云位于宇宙大爆炸后僅大約20億年，也就是在時間中回溯了幾乎120億年。根據(jù)現(xiàn)有模型認為，在那一時代星系正處于高速成長期，它們從周圍環(huán)境中大肆吸收低溫的氣體云物質(zhì)，但是這些所謂的“低溫氣體流”此前卻從未被觀測所證實。科學家認為此番所觀察到的原始氣體云很可能就是這種低溫氣體流的構(gòu)成物質(zhì)。當然這一觀點還需要進一步的觀測數(shù)據(jù)來支持。