◎實習(xi) 記者 蘇菁菁

　　近日，我國龍蝦眼X射線探測衛星成功獲得一批天體(ti) 的X射線實測圖像和能譜，這是國際上首次獲得並公開發布的寬視場X射線聚焦成像天圖。該望遠鏡上的微孔龍蝦眼鏡片以及CMOS(一種圖像感光元件)探測器均為(wei) 中國自主研發。

　　可事實上，即便憑借如此厲害的“龍蝦眼”，科學家通過望遠鏡看到的也隻是天體(ti) 過去發出的光。

　　近如台燈、遠如星辰，所有我們(men) 看到的光都需要一定時間才能照進人眼，也正因如此，我們(men) 有機會(hui) 可以一睹宇宙過去的樣子，探尋宇宙演化曆程。

　　為(wei) 何我們(men) 難以看清遙遠星係的光

　　宇宙中最古老天體(ti) 的光，傳(chuan) 播時間也最久，那麽(me) 為(wei) 何我們(men) 仍然難以發現它們(men) ？

　　“根據哈勃定律，我們(men) 所處的宇宙一直在膨脹，這些遙遠的星係都在以一個(ge) 特定的速度遠離我們(men) ，這個(ge) 速度和星係到地球的距離成正比。因此，星係在1億(yi) 年前發出的光，傳(chuan) 播到地球經過的‘路程’，就不止1億(yi) 光年。而距離我們(men) 越遠的光源，光芒就會(hui) 越黯淡，因此我們(men) 很難在茫茫宇宙中看清這些‘微光’。”北京大學科維理天文與(yu) 天體(ti) 物理研究所博士傅煜銘說。

　　此外，遙遠星係發出的光到達地球的路途十分漫長，其間要經曆很多“艱難險阻”，例如光可能會(hui) 被傳(chuan) 播過程中所遇到的塵埃和氣體(ti) 等物質吸收。同時，對遙遠星係的探測還會(hui) 受製於(yu) 儀(yi) 器設備的靈敏度。“如果光被儀(yi) 器捕捉到時，它的信號和噪聲水平差異不大，我們(men) 就很難把信號從(cong) 噪聲裏麵分辨出來，也就無法實現探測。”傅煜銘說。

　　中國科學院國家天文台研究員苟利軍(jun) 表示，來自遙遠星係的光可能會(hui) 在輻射強度、顏色與(yu) 性質等方麵發生變化，“例如一個(ge) 天體(ti) 的光可以向四麵八方進行傳(chuan) 播，但光的接收麵積是有限的。也就是說，距離變遠，光的輻射強度在單位麵積上會(hui) 變小；距離變近，光的輻射強度會(hui) 在單位麵積上變大。”

　　由於(yu) 宇宙在不斷膨脹，所以越是早期宇宙發出的光，其對應的光譜線波長就會(hui) 被宇宙膨脹拉得越長，這一現象被稱為(wei) “紅移”，天文學家經常用紅移來標記宇宙學意義(yi) 上的“時間”。

　　此外，苟利軍(jun) 還表示，對於(yu) 人類而言，通過望遠鏡捕捉到的最古老的光是有極限的，這個(ge) 極限所對應的宇宙年齡是38萬(wan) 年。也就是說，我們(men) 最早可以看到宇宙在38萬(wan) 歲時發出的光。

　　當然，以目前天文望遠鏡的觀測能力，還遠達不到這個(ge) 極限。

　　“紅移1100附近，是宇宙微波背景輻射發出的時間，其對應的宇宙年齡是38萬(wan) 年。在這個(ge) 時間點前，宇宙是一團熱的等離子體(ti) ，光線的組成要素——光子與(yu) 自由電子、質子發生散射，所以不能自由穿越宇宙；在質子和電子結合形成中性氫原子之後，光子也與(yu) 物質退耦合，光子能穿越的距離大大變長，宇宙變得透明，我們(men) 才能看到天體(ti) 發出的光。”傅煜銘說。

　　多信使天文學研究助力揭示宇宙奧秘

　　“對於(yu) 人類而言，雖然我們(men) 無法看到同一星係從(cong) 形成至今的演化曆程，但我們(men) 可以看到很多星係在不同階段的發展狀態，這些對於(yu) 更好地理解我們(men) 所處的銀河係有著重大意義(yi) 。”傅煜銘說。

　　而這些，需要借助更加靈敏的天文望遠鏡來實現。

　　自1609年伽利略利用自製望遠鏡仰望星空以來，400多年的宇宙探索史中凝結著全人類的努力。1990年，哈勃空間望遠鏡成功發射，依托於(yu) 它產(chan) 生的海量科研成果刷新了全人類對宇宙的認知；2016年，被譽為(wei) “中國天眼”的500米口徑球麵射電望遠鏡建成，有望接收到宇宙誕生之初天體(ti) 發出的電磁信號；2021年哈勃空間望遠鏡的“繼任者”詹姆斯·韋布望遠鏡順利升空，其高出哈勃空間望遠鏡百倍的靈敏度將幫助人類探尋宇宙的更深處；計劃於(yu) 2023年發射的我國大型巡天空間望遠鏡，將與(yu) 中國空間站共軌飛行，帶來全景式宇宙高清圖……

　　“除了光以外，我們(men) 還可以通過多種方式研究宇宙，中微子、引力波與(yu) 宇宙線也都攜帶著天體(ti) 信息，是宇宙天體(ti) 派出的‘信使’。”苟利軍(jun) 說，這種結合多種渠道研究宇宙的方式，就是多信使天文學研究。通過中微子與(yu) 引力波，我們(men) 可以了解天體(ti) 的內(nei) 部活動；通過宇宙高能粒子，我們(men) 可以探究宇宙早期的物理現象……

　　隨著更多更強大天文觀測設備的建成，人類將一步步揭示宇宙演化的奧秘，了解我們(men) 從(cong) 何而來，又將去往何處。