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政權轉移,天機早已透漏?──「熒惑守心」與歷史上的政治陰謀

歐柏昇
・2016/08/10 ・5685字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 507 ・六年級

你是否注意到,最近(2016年8月)晚上的南方天空,有兩顆紅色的星星靠得非常近?你是否疑惑那是什麼呢?

深夜無人的時候,紅色的星總會給人一點畏懼,帶著一點血氣,或帶著人對廣漠宇宙的敬畏。開門見山地告訴你答案,這兩顆星是火星心宿二(天蝎座的心臟),一個是紅色的行星,一個是紅超巨星。今年兩顆紅星相依,而且火星一度停留在心宿二附近,這就是古人認為最兇惡的天象──「熒惑守心」。

火星
「熒惑守心」:2016 年 5 月 7 日凌晨 2 時的火星與心宿二。圖/陳麒瑞先生拍攝於溪頭鳳凰山天文台(85mm,f/2.5,ISO5000,30s*50)。

古人眼中的熒惑守心:影響帝王命運的異象

古人有「天人感應」的說法,認為天象與人事有強烈的對應關係,所以對於天象的每一分變化都非常留意。每顆星星有不同的星占意義,可根據它的運行、明暗、顏色來探知人事。

「熒惑守心」天象的兩位主角,在星占上代表什麼意思呢?火星古稱「熒惑」,與飢荒、疾病、亂事有所聯繫。星占上會利用火星的「行度」去判斷,這又是什麼意思?我們知道火星是顆行星,而所謂的「行星」,顧名思義就是會不斷行走,在群星之中的位置日日月月地移動,有時候在獅子座、有時候跑到天蝎座。古人就觀察到,行星在天空中多半是往同一個方向「行走」,但是偶爾會突然「倒退嚕」,逆著走一段,這個現象稱為「逆行」。當火星「倒退嚕」的時候,古人認為它偏離了理想的運行軌道,脫離了正常的運行方式,代表國家失去了禮,是一個不祥的徵兆。

另外一個主角是心宿二,這顆星在西洋星座中屬於天蠍座,在中國古代則劃在二十八宿的「心宿」當中。心宿代表天子祭祀的明堂,與君主有很大關係,另也是「熒惑之廟」。可想而知,兩顆紅色的星星接近的時候,在古代星占裡是多麼嚴重的事情!

當火星的運行從順行轉向逆行(往前跑轉為倒退跑的瞬間),或從逆行轉向順行(倒退跑轉為往前跑的瞬間)的時候,就會暫時停了一下子,這稱為「守」或是「留」。如果火星暫時停留下來的地方在心宿,就稱為「熒惑守心」。熒惑守心的天象出現,直接影響到君王的命運,將發生「大人易政,主去其宮」,也就是帝王要遭殃了!

宋景公說好話的故事

我們就從春秋時代宋景公的故事說起。《呂氏春秋》記載,宋景公 37 年(西元前 480 年),由於熒惑在心宿,景公非常緊張,跑去問子韋。子韋說:「這是老天爺要懲罰景公了,但是這個災禍可以轉移給宰相。」

景公說:「宰相要治理國家,讓宰相死是不好的事啊!」

子韋又說:「那可以轉移給人民。」

景公則說:「人民死了,那我當誰的君王呢?寧可我一個人死。」

子韋又說:「可以轉移給今年的收成。」

景公說:「歉收人民就會飢餓,挨餓就會死。當個君王要殺人民來讓自己活,有誰還能把我當作君王呢?」

結果子韋恭賀景公:「您今天說了三句有功德的話,老天爺一定會有三個賞賜,今天晚上火星會遷徙三舍,您也會延長壽命 21 年。」這個故事從今天來看,你一定會覺得太好笑了,一定是編出來的嘛!古代早就有許多人質疑了,例如東漢的王充就說,如果說三句好話就延壽 21 歲,那堯舜說了那麼多好話,不就活到一千歲了嗎?

宋景公
古代的人們認為,宋景公以蒼生為念,因此打動了上天,解決了熒惑守心的災象。圖/rocidea

但是,這樣的故事在古代有特殊的意義,後世有很多臣子引用這個故事來說理。這是因為古人相信天與人的相應關係,並以此來規範君主的德行。也就是說,人做錯事,老天爺會譴責;人做好事,老天爺會嘉許!連君王都必須戰戰兢兢,以「謙卑、謙卑再謙卑」的心態治理國家。所以古人觀察天象,其實經常不在於解釋天象本身,而是用來說明一些人事的道理,這是人和老天爺的對話。

用天文科學破解歷史謎團

什麼?天文科學可以破解歷史謎團?沒錯,宋景公時熒惑在心的故事,歷代皆有人討論,直到最近,我們有了新的方法來探究這些謎團。現在我們很清楚行星運行的軌道,可以精準地計算天象發生的時間,包括日食、月食、火星逆行等,天文館都會在一年之初把確切時間告訴大家,我們都可以準備好望遠鏡,等著這些天象出現。今天也可以精準地推算出古時候的天象,這就幫助我們解答很多歷史謎團了。

清華大學歷史所黃一農教授,利用天文科學的精確計算,考證中國古代 23 次「熒惑守心」的紀錄,結果發現一項驚人的結果:23 次裡面有 17 次根本沒有發生!雖然後來有學者進一步研究,說明有一部份只是寫錯時間或位置,但這些天象紀錄仍然有嚴重的失真情形。宋景公時期不只沒有「徙三舍」、延壽 21 年這些誇張的事,而且當時本來就沒有發生熒惑守(在)心!所以,我們不必太嚴肅看待這些說好話的結果,把它當作一個民胞物與的寓言故事來讀就可以了。

宋景公說好話的故事還不夠吸引人嗎?更精彩的在後頭啦!現在要來告訴你漢朝的熒惑守心故事,現代天文學提供了證據,再配合史書記載的人事洞察,不但發現某些古代天象紀錄失真,更揭露了故事背後的政治陰謀,讓我們解答歷史謎團。

熒惑守心與丞相翟方進之死

臺灣大學張嘉鳳教授、清華大學黃一農教授曾詳細研究西漢末年的熒惑守心與丞相翟方進之死,揭開了古代宮廷精彩的政治鬥爭。天文科學在這項研究中,成為歷史考證的重要依據,讓我們看到中國古代的天文,與政治有相當密切的關聯。

事情的背景是這樣的。漢代有強烈的天人感應思想,使得天文與政治脫離不了關係。天人感應對異常天象的解釋在漢代盛行,天象的「符瑞」與「災異」都與王者之治有關。也就是說,只要「天有異象」,可能就代表皇帝做得不好,他必須立刻檢討,才不會再遭受老天爺的懲罰。所以這種天人感應的觀點,原本有個很重要的功能,就是限制皇帝的權力。皇帝如果殘暴,上天會透過災變來懲罰他,所以皇帝必須有德行。

不僅皇帝需要承擔,丞相也有「理陰陽,順四時」的責任。而實際上的行政責任,常常是丞相負責的。發生天災總要有人承擔政治責任,就好比現在有時颱風、地震還是會讓官員下台,差別則在於古人把異常天象當作一種天災。既然天象與政治責任有關,當然就可能遭到有心人士利用,把它當作政治鬥爭的工具了。

漢成帝像
漢成帝像。圖/互動百科

故事發生在西漢末年,漢成帝綏和二年(西元前 7 年),當時的丞相是翟方進。史書記載,懂星曆的李尋用熒惑守心來指責翟方進的罪狀,寫了很多誇張的天象描述,就是要叫翟方進出來負責。

皇帝趕緊召見翟方進,談完之後就發布了一份詔書,來檢討熒惑守心的發生。漢成帝這份詔書先是說,他從即位以來,發生了很多災難,人民餓死、病死,盜賊肆虐。接著皇帝就矛頭就指向翟方進了:「我看你根本沒有要輔佐我讓人民富足啊!」皇帝的語氣非常強烈嚴厲,雖然看起來說的是皇帝、丞相兩人共同承擔責任,但最後拋下一句話:「我已經改正過錯了,至於你就自己去想想看吧!

結果是詔書一發出去,翟方進就自殺了!就在一個月後,漢成帝也死了。翟方進真的是畏罪自殺嗎?還是受到什麼政治詭計的作用呢?

天象與歷史上的政治陰謀

我們來看看西漢末年朝廷的政治是怎麼一回事。漢武帝的時候,出現了一批與皇帝親近,隨時幫忙處理國事的人。這些人的實權漸漸超過了丞相,於是稱為「內朝」。而西漢後期是個外戚政治盛行的時代,許多外戚就利用內朝來掌權,丞相也拿他們沒辦法。

漢成帝的時候,外戚王氏氣焰高漲,王鳳用「大司馬大將軍領尚書事」這個頭銜來掌權。在他死後,王家人還是持續握有大權,王音、王商、王根接連輔政。到了綏和元年,也就是「熒惑守心」與翟方進自殺事件的前一年,王家的下一代接任大司馬了,你一定聽過這個人,他就是後來篡位的王莽!

張嘉鳳與黃一農的研究指出,根據行星運行軌跡的計算,這次熒惑守心根本是造假的事件!

在淳于長垮台之後,翟方進大概就是王莽的頭號政敵。又有許多證據顯示,王莽早與翟方進結仇。至於上奏記的李尋,可能也投向王莽這一派了。整個事件,可能是王莽為了攬權,故意打擊翟方進而策畫的!大家都知道王莽後來篡漢建立新朝,卻沒看到王莽獲得大權的過程中有這麼多次政治鬥爭的過程,而天象紀錄的研究竟然揭開了這些事實。

原來,古代天文與政治息息相關,這原本應該是發自對老天爺的敬畏,並用「天」來制衡皇帝,可惜有心人士把天象作為工具,發動一場政治陰謀。

行星逆行:一場不公平的賽跑

古代的人觀察天象,有相當明顯的人文色彩;現在的人觀察天象,則多從科學的角度出發。是什麼樣的科學原理,幫助我們揭開王莽的政治陰謀呢?

今天我們終於知道,行星的「逆行」與「留」,並不是一個脫離常軌的現象,而是火星與地球共同繞著太陽轉,地球人必定會看到的視覺現象。設想有兩個小朋友在比賽跑步,一個叫作小弟,一個叫作小伙。小伙明明就跑得比較慢,卻不自量力地說要跑外圈。今天在這個圓形操場的 12 點鐘方向之外站了一排觀眾,觀眾從右到左依序是 A、B、C、D、E。萬眾矚目下,跑得快的小弟、跑得慢的小伙開始賽跑囉。

這場賽跑實在太不公平了,小弟明明跑得快,卻是跑內圈。於是,小弟雖然從比較後面出發,但很快就要「倒追」過小伙了。在跑步過程中,小弟看到小伙的位置如何變化呢?就來看看他擋到的觀眾吧!從圖中可以看到,小弟還沒「倒追」過小伙的時候,小伙擋到的觀眾依序是 A、B、C、D,這個就是「順行」。但是「倒追」過去的那段期間,小伙看起來「倒退嚕」,沿著 D、C、B 倒退回去了,這就是視覺上的「逆行」現象了。這樣說來,大家平常用「倒追」這個詞,還真是貼切呀!因為被追過去的人,看起來真的倒退回去了。小弟追過小伙之後,漸漸小伙又開始「順行」了,再繼續依照英文字母順序C、D、E走下去。整理下來,我們發現小弟看見小伙的位置變化是這樣的:A→B→C→D[→C→B]→C→D→E,中括號內的就是逆行階段。

行星逆行
行星逆行的賽跑圖解,第 5 到 7 時刻為逆行。賽跑「倒追」對手的時候,對手看起來就好像「倒退嚕」。圖/歐柏昇

不講這個沒意思的賽跑故事了,我們回歸現實。我們講的小弟其實就是地球,小伙其實就是火星。地球內圈而跑得快,火星在外圈而跑得慢。行星總是有這種規律,在外圈的跑得比較慢,所以是一場不公平的賽跑。這種賽跑當中,地球不斷「倒追」過火星,於是經常看到火星逆行的現象。當火星順行轉逆行或逆行轉瞬行的時候,看起來暫停了一會兒,這就是「留」或稱為「守」。「留」的那個點,若正好位在心宿二周圍,那就是「熒惑守心」了。現在我們知道,這是行星運轉的常規,是視覺上一定會出現的現象,而不是異常天象。

火星逆行的原理。

兩顆紅星毗鄰:2016 年再度發生「熒惑守心」

2016 年的天空中,再次發生了「熒惑守心」的天象。今年春、夏季,火星來到了天蝎座,於是火星、心宿二這兩顆紅星離得相當近。其實2016年土星也在這兩顆星附近,使得天蝎座附近看起來更加耀眼。精確來說,這次的熒惑守心發生在2016 年 4 月 17 日,這是火星順行轉逆行的「留」。4 月 17 日以後,火星轉為逆行,切過天蝎座的頭部,並且在 5 月 22 日達到「衝」。這是 11 年來最大的火星衝,近期非常適合觀察火星。火星逆行到 6 月 29 日,之後才轉為順行。回到順行之後,火星再度來到心宿二附近,而到了 8 月下旬,才是今年火星最接近心宿二的時候

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2016 年 8 月 23 日晚上 8 時臺北地區星空。圖/截圖自 Stellarium 天象軟體

今年 8 月中下旬,兩顆紅星靠得非常近,晚上七、八點出門散步,往西南方天空看,很容易就能發現這個「異象」。嚴格來說,今年 4 月火星才是「停留」在心宿二,稱為「熒惑守心」;今年 8 月火星是順行「通過」心宿二,應稱為「熒惑在心」。不過,就肉眼觀察的精彩程度而論,8 月這次兩顆紅星較為接近,當然比較精彩囉!

熒惑守心是平均數十年才會發生一次的天象。火星與地球的會合週期約 779 天,也就是地球兩年多就倒追過火星一圈,就會發生一次逆行,並在追過去的那瞬間達到「衝」。逆行經常發生,然而每次逆行時火星的位置都不太一樣,偶爾才會正好在心宿二附近逆行。所以,熒惑守心不是那麼容易發生的天象,上一次是 2001 年,下一次要到 2048 年了,也難怪古人會把它當作異常天象來看待了。

結語

聽完宋景公、翟方進的故事,又聽完賽跑的故事之後,再看見天上的熒惑守心,你想到的是什麼呢?

我們現在很清楚,熒惑守心是行星正常運行之下的視覺現象。我們經常開個玩笑,說今年的熒惑守心恰逢臺灣政局的改朝換代。但這只是莞爾一笑了,拜今天科學之賜,熒惑守心不太可能被有心人士拿來當作政治鬥爭的工具了。西漢末年的朝廷官員和我們用完全不同的角度來看待熒惑守心的天象,從前的天文有濃厚的政治與人文色彩,今天的天文則從科學的態度出發。

親身到荒野仰望星空,總是給人遐思,這時你卻又能體會到,人們看到兩顆紅色的星,總會很直覺地對這些天體產生一點恐懼──或更明確地說,是敬畏之情。宇宙無比浩瀚,今天人們可以運用發達的天文科學,聰明地破解了古人留下的謎團,但我們有時卻遺忘了古人那樣對宇宙的敬畏之情。敬畏的心情,仍然該是我們面對浩瀚宇宙至人間的基本態度。

中國古代的天文,充滿著天人之間的關懷,人們並隨時在檢討自己與天地的關係;今天的天文科學,則精確地揭開了自然運行的法則,給我們更清澈的眼光來面對人與自然。熒惑守心的故事,在古今天文學的對話之下,留下對人事、對宇宙的深刻洞察。

 

  • 特別感謝:陳麒瑞先生提供2016年熒惑守心之攝影作品

參考資料

  1. 黃一農,〈星占、事應與偽造天象──以「熒惑守心」為例〉,《自然科學史研究》第10卷第2期(北京:1991),頁120-132。
  2. 張嘉鳳、黃一農,〈中國古代天文對政治的影響──以漢相翟方進自殺為例〉,《清華學報》新20卷第2期(新竹:1990)頁361-378。
  3. 劉次沅、吳立旻,〈古代「熒惑守心」記錄再探〉,《自然科學史研究》第27卷第4期(北京:2008),頁507-520。
  4. 傅樂成,《中國通史》(臺北:大中國,2008)。
  5. 盧央,《中國古代星占學》(北京:中國科學技術,2008)。
  6. 陳美東,《中國古代天文學思想》(北京:中國科學技術,2008)。

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歐柏昇
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台大物理與歷史系雙主修畢業,台大物理碩士。現為台大物理系、中研院天文所博士生,全國大學天文社聯盟理事長。盼望從天文與人文之間追尋更清澈的世界觀,在浩瀚宇宙中思考文明,讓科學走向人群。


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極目遠眺的意義:天文學家為何追尋第一代星系

Tiger Hsiao_96
・2022/05/15 ・3764字 ・閱讀時間約 7 分鐘
  • 文/蕭予揚 清大天文所碩士生,將於約翰・霍普金斯大學攻讀天文博士
      林彥興 清大天文所碩士生,EASY 天文地科團隊總編

近日,來自東京大學和倫敦大學學院的科學家 播金優一(Yuichi Harikane) 在天文物理期刊《The Astrophysical Journal》發表了一篇論文,宣稱他們可能找到目前最遠的星系(名為 HD-1,紅移值 z 約為13),打破了原本最遠(GNz-11,z 約為 11)的紀錄。

天文學家為什麼執著要找最遠的星系呢?
是單純為了破紀錄而破、抑或是蘊藏了什麼科學涵義?
天文學家們又是怎麼尋找、並且推論這些星系多遠的呢?

HD1 的影像。圖/Harikane et al.

時間推回到二十世紀初,當時的科學家們對宇宙大小到底是恆定或是膨脹爭論不休,其中,愛因斯坦(Albert Einstein)便是支持「宇宙穩恆態理論」的知名科學家。而支持膨脹宇宙的科學家們,一直到西元 1929 年,愛德溫.哈伯(Edwin Hubble)透過測量其他星系,發現了宇宙在膨脹,才為膨脹宇宙(也就是日後人們所說的「大爆炸理論 The Big Bang Theory」)注入了一劑強心針。

接下來的各種證據,如宇宙微波背景輻射、宇宙中元素的比例等,讓天文學家們越來越確信宇宙的年齡是有限的,並開始利用紙筆與超級電腦,來推測最早、也就是第一代星系及恆星的樣貌,並嘗試用望遠鏡,來尋找早期星系是否和我們預測的相符。

科學家是如何知道距離的呢?

天文學家並沒有一把長達「一百多萬光年」的尺,那他們是如何尋找,並且知道這些早期星系距離我們有多遠呢?讓我們把兩個問題分開,先來探討在宇宙學尺度下的距離是怎麼得到的。

由於我們知道宇宙在膨脹,而這些遠離我們的星系所發出的光,也會因為類似都卜勒效應的影響,有著紅移的現象。而越遠的星系遠離我們的速度越快,它們紅移值也就越大;而從實驗室中,我們知道每種元素都會發出特定的譜線,藉由測量到星系光譜中特定譜線的實際位置,並與那條譜線所該在的位置比較,就能夠計算這些星系的紅移值了。

而結合紅移值和其他測量到的宇宙學參數(例如哈伯常數),就可以從星系的紅移值計算出物理上的距離,比如大家常會看到的「光年」。

星系的紅移(Redshift)與它跟地球的距離(Distance)可以互相換算。圖/林彥興

那既然這樣,我們只要測量所有星系的光譜,不就能知道最遠的星系是哪一個了嗎?可惜事情並沒有這麼簡單。

一來,很多星系(尤其是越遠的星系)都很黯淡,難以測量光譜,二來,測量光譜實際上是又貴又耗時的。所以,以「尋找」的為目的,做單一波段的搜索通常是比較實際的作法。但若是使用單一波段,不就代表我們沒有光譜,這樣不就又不知道距離了?

Well yes, but actually no。大家應該都聽過盲人摸象的故事,透過觀測越多的波段,我們就越能描繪出實際上的光譜,再根據現有的理論模型,我們就可以利用光譜擬合來推論出這些星系的紅移值。

那要如何鎖定這些早期的星系?

天文學家總不可能對每個能測量到的星系都做很多波段的觀測,並且大費周章的利用理論模型去擬合他們。很多特定的望遠鏡(例如 ALMA、JWST)是要寫觀測計畫書和其他天文學家競爭觀測時間的,總要給出一個有力的理由,才能讓你的觀測計劃脫穎而出。

但還沒有資料之前,天文學家要怎麼知道哪個星系是最遠的?這便產生了一個「沒有工作要怎麼有工作經驗」的迴圈。怎麼辦呢?天文學家就是要想辦法,在已經觀測的深空資料庫中去尋找最遠的星系。

哈伯太空望遠鏡拍攝的「哈伯極深空 Hubble Extreme Deep Field」影像。藉由比較圖片中不同紅移的星系的性質,天文學家就能重建出過去百億年來星系的形成與演化歷史。圖/NASA; ESA; G. Illingworth, D. Magee, and P. Oesch, University of California, Santa Cruz; R. Bouwens, Leiden University; and the HUDF09 Team

而要怎麼在龐大的資料庫中尋找遙遠的星系呢?讓我們再次簡單回顧歷史。量子物理在十九世紀末至二十世紀初逐漸開始發展時,瑞士物理學家約翰.巴耳末(Johann Balmer)研究激發態的氫原子所放出的光譜,發現在可見光波段,氫原子只會發射一系列特定波長的譜線。隨後美國物理學家西奧多.萊曼(Theodore Lyman)也接著發現,氫原子從受激態回到基態時,會放出一系列位於紫外線波段的譜線,這些特定的譜線也被稱為萊曼系。

氫原子的各個譜線家族,由上而下分別是位於紫外線的萊曼系,位於可見光的巴耳末系,以及位於紅外線的帕森系。圖/Szdori, OrangeDog

而用來尋找早期星系的第一種方法,也是最主要的搜索方法,就與萊曼系關係密切。天文學家發現,宇宙中有一種名為「萊曼斷裂星系(Lyman-break galaxies; LBGs)」的星系,這種星系的光譜有一個很明顯的特徵,便是在特定的波長以下就幾乎觀測不到,原因是波長更短的光(更高的能量)都被星際物質(Interstellar medium; ISM)和星系際物質(Intergalactic medium; IGM)的中性氫的萊曼線系給吸收了。

而萊曼線系中波長最短的譜線(常稱為萊曼極限)約在 91.2 奈米,最長的萊曼 α 譜線則約在 121.6 奈米。只要透過兩個波長足夠接近的波段去尋找「在長波長有觀測到、但在短波段沒觀測到的天體」(稱為 drop-out),就可以粗略的估計星系的紅移。

舉例來說,如果我們要找紅移值為 9 的萊曼斷裂星系,只需要稍微長於和短於 1216 奈米的兩個波段,看看有沒有星系出現在長波段的影像中,但在短波段的影像中卻沒有出現,就有可能是在紅移值為 9 的萊曼斷裂星系。如果要找越遠的萊曼斷裂星系,只需要換波長較長的波段即可。

近日打破紀錄的最遠星系,也是透過 H-band drop-out(在波長 H 波段沒有觀測到,而較長的波段有)所找出的。

光譜drop-out的例子。圖/Harikane et al (2022)

上圖為近日打破紀錄的最遠星系 HD1 的 H-band drop-out,可以看到長波段:4.5、3.6 微米以及 Ks 波段都有偵測到,但在 H 波段(以及更短波長)的影像就消失不見了。藍色的光譜 z 值為 13.3 的萊曼斷裂模型,灰色的光譜則為可能的低紅移汙染,z=3.9 的巴耳末斷裂模型。

當然,這只能幫助科學家初步的篩選,而且此種方法會受到一些其他非早期星系的汙染。

舉例來說,上文提到氫原子除了萊曼系以外,還有回到第一激發態的巴耳末系。若只是單純地透過 drop-out,因為巴耳末系本身的譜線就比萊曼系來得紅,所以也有可能找到的是紅移值較小的巴耳末斷裂;此外,非常紅且充滿塵埃的星系也會在光譜上出現類似「驟降」的特徵。

當然,更多波段以及光譜的觀測,都有助於釐清這些可能的汙染。而除了上述的方法以外,萊曼 α 發射體(Lyman-alpha emitters; LAEs)、伽瑪射線暴的宿主星系、重力透鏡效應等,也是尋找遙遠星系的重要方法哦!

那麼,找出這些早期星系有什麼科學意義?

現代宇宙學理論認為,宇宙在早期曾經經歷過兩次相變。第一次是宇宙從炙熱的游離態降溫回到中性的氣態,被稱為宇宙的復合時期(Epoch of Recombination),也是大家熟悉的宇宙微波背景的起源;第二次(也是最後一次)的相變,宇宙中的中性氫變成了游離化的氫離子,這個相變的過程被稱為再電離時期(Epoch of Reionization; EoR)。

而目前認為,第二次這個電離的原因,是第一代恆星和第一代星系所發出的強紫外線光,把周圍的中性氫游離成氫離子。藉由尋找越來越多的早期星系,我們就能透過這些早期星系來描繪宇宙再電離時期的歷史,而這又能夠進一步驗證現代宇宙學理論是否正確。不僅如此,研究這些早期星系,可以讓我們對於星系演化的歷史更往前推,或是研究早期星系的超大質量黑洞,是如何長到這麼大等等的議題。

未來展望

在 2021 年底順利升空的詹姆斯.韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope; JWST),其中一個主要的科學目標就是研究早期宇宙。如這篇文章一開始提到的「新的最遠的星系(HD-1)」,又如前一陣子發現的「最遠恆星 Earendel」,以及同一團隊的另一個紅移約 11 的星系,都在第一輪 JWST 的觀測計畫之中。

期待幾個月後 JWST 公布的第一批科學照片,能大幅革新我們對早期宇宙的認識。

參考資料(論文們)

延伸閱讀(科普文章)


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Tiger Hsiao_96
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現為清大天文所碩二學生,即將赴美於約翰霍普金斯大學攻讀天文博士。