小星系或是黑暗宇宙的終結者。
NASA / ESA / CSA
「大爆炸」後大約40萬年，宇宙依然被黑暗統治著。創世的余暉開始褪卻，空間中充斥著致密的氣體（主要是氫），光明依然無跡可尋。
而在隨後的數億年中，氣體慢慢地在重力的作用下，聚整合一個個氣團。氣團的密度越來越大，最終中心溫度突破臨界點，核聚變開始，第一批恒星就這樣誕生了。
光明的源泉有了，然而首批光子走不了多遠。它們很快會被周圍的氣體吸收。不過隨著越來越多的恒星出現，光子的數量越來越多，氫的濃霧被一點點「電離」，逐漸散去，宇宙開始變得透明，繁星開始現身。
但是對於天文學家來說，要想搞清楚究竟是哪些恒星產生的光終結了黑暗宇宙，卻並不是一件容易的事。
近日一些科學家在【自然】雜誌上刊文稱，他們利用星系團產生的重力透鏡效應，對遙遠早期宇宙中的昏暗遺跡進行了探究。他們幾乎可以有十足的把握認定，推動宇宙進入「電離期」的主要力量，來自那些昏暗的小星系（矮星系）。
對於星系是電離宇宙的主力軍，天文學家們幾乎沒有異議。但是對於其中的細節，人們卻不甚了解。電離宇宙的光子主要來自哪些星系，科學家們仍有分歧。
有一派認為，是那些大型星系產生的光子電離了宇宙。早期宇宙中這樣的星系並不太多，但是它們確實能夠產生大量的光子，而且只要有一部份光子能夠逃離星系，就足以電離遊蕩在星系之間的星系際氣體。但另一派認為，應當對那些數量眾多的小星系多加關註。這些星系雖然單個能夠產生的光子不如大星系多，但是它們數量非常多。
早期宇宙中大星系並不多見；小星系雖然多，但它們普遍昏暗，要想看清楚，獲得高質素的數據同樣困難。研究人員使用的方法是，利用前景星系團強大重力場扭曲時空產生的透鏡效應，來觀測後方星系的昏暗影像。
在韋伯望遠鏡的助力下，研究人員利用「潘朵拉」星系團產生的重力透鏡效應，在紅外波段上拍到了其後方星系的影像，並從中選取了一些亮度只有銀河系0.5%的目標進行分析，尋找光譜中氫電離後發出的輝光。
觀測結果顯示，這些小型星系發出的電離光比「正常」值高出4倍，已經達到了理論預測值的上限。這一結果表明，這些星系產生的電離光是如此之多，以至於只需一小部份光子離開星系，就能夠電離整個宇宙。
此前人們認為，假如電離宇宙的光子真的主要來自這些小星系，那麽它們需要貢獻出它們產生的大約20%的光子。而新的觀測數據顯示，它們產生的光子是如此之多，以致於只需提供其中的5%就夠了。
研究人員相信，小星系在早期宇宙電離過程中扮演的角色確實非同小可。鑒於目前的研究樣本只有8個，且位於同一視線上，研究人員下一步計劃對天空中不同的區域進行觀測和研究。
NASA / ESA / CSA
參考
Most of the photons that reionized the Universe came from dwarf galaxies
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07043-6
