利用21厘米宇宙学探测第一代恒星和黑洞

理解第一代恒星和星系的形成与演化是天文学中最激动人心的前沿之一。由于早期宇宙充满中性氢，观测第一代恒星时代最有希望的方法是使用氢原子显著的21厘米谱线。当前的观测工作聚焦于再电离时代（宇宙年龄约5亿年），更早的时代被认为更具挑战性。然而，更早的星系形成（宇宙年龄约2亿年）的下一个前沿正成为一个有希望的观测目标。这得益于最近注意到的一个效应：早期重子与暗物质之间存在显著相对速度。该速度差显著抑制了恒星形成。这种抑制的空间变化增强了大尺度成团性，并在21厘米强度分布中产生了100共动Mpc尺度上的显著宇宙网。这种结构使得射电天文学家探测这些早期恒星变得更加可行，并应推动对这一富含未被充分探索天体物理学的时代的新关注。