观察宇宙历史的另一种方式
一台名为Tomographic Ionized-carbon Mapping Experiment，简称TIME的新仪器，正在为宇宙学中最难研究的时代之一开辟新的路径。TIME安装在亚利桑那州Kitt Peak天文台的一架12米射电望远镜上，它使用谱线强度映射技术，同时捕捉许多星系的综合光，而不是试图逐个分离每一个星系。
这很重要，因为最早期的星系极难分辨。它们的光非常微弱，红移极大，并与我们相隔数十亿年。即使借助强大的望远镜，天文学家也只能直接采样那片遥远景观的一部分。TIME希望通过测量大范围区域中特定光谱线的总发射来补足更多图景。
谱线强度映射为何重要
谱线强度映射，或称LIM，关注的是来自许多星系的单一光谱发射线。它不要求每个星系都足够明亮到可以单独研究，而是把这些星系的集体光视为一种信号，用来揭示宇宙结构如何随时间变化。
在TIME的案例中，这台仪器正在绘制一氧化碳的转动发射线图。这些谱线提供了一种追踪分子气体和恒星形成物质的方法，帮助研究人员理解早期星系形成所处的环境。
瞄准再电离时代
TIME旨在研究再电离时代，这是一个关键时期，第一批恒星和星系使星际介质电离。在那一转变过程中，氢从中性变为电离态，使宇宙从不透明变为半透明，并让光得以更自由地穿越空间。
这种阶段性转变是宇宙史上的重要门槛之一。理解它何时发生、又是如何展开的，可以帮助我们弄清最早的发光结构如何改变了它们周围的宇宙。
首批结果公布
Universe Today报道称，TIME于2021年和2022年开始调试运行，研究人员如今已在《The Astrophysical Journal》发表论文，公布了初步结果。首项研究聚焦于银河系中心Sagittarius A分子云复合体中的尘埃和分子气体制图。
这项早期工作还不是推动该项目的最终目标，但它展示了仪器的能力，并开始确立其科学价值。对于一项建立在相对较新观测方法上的制图实验来说，证明性能是重要一步。
不止于单个星系
TIME的意义不仅在于目标，也在于方法。现代天文学往往通过构建更敏锐的仪器来推进，这些仪器可以看得更远或拥有更高分辨率。TIME则走向另一条路：它接受许多早期星系仍会太暗而无法逐个分辨，并把这一限制转化为策略。
如果这项技术能够在大范围内成功，它或许能帮助天文学家构建比单纯直接成像更连续的早期宇宙图景。与其只有少数明亮的快照，研究人员也许能够获得一张更广阔的地图，描绘宇宙形成时期之一中气体、星系和结构如何演化。
本文基于Universe Today的报道。 阅读原文.
Originally published on universetoday.com