2026年3月發表於《天文物理學期刊》（The Astrophysical Journal）的新研究指出，圍繞星系的氫氣雲比先前認為的要普遍得多，這揭示了宇宙中氫這種最基本元素的隱藏在哪裏。

大約在100億到120億年前，被稱為「宇宙正午」（cosmic noon）的時期，星系的恆星形成速率達到巔峰。這需要大量的氫氣供應，而氫氣正是形成恆星的主要原料。然而，直到最近，宇宙中僅檢測到大約3,000個這樣的氣體暈（gas halo）。

最新一項研究——HETDEX實驗，將這一數量提高到超過3,3萬個，為研究人員提供了更完整的數據集，用於研究早期星系是如何開始形成並演化的。

HETDEX實驗

由於氫本身不會發光，想探測到它，需要它位於一個會釋放大量能量的天體（例如充滿發射紫外線恆星的星系或星系團）附近，使氫氣受激發而發光，進而被望遠鏡探測到。

然而，要捕捉這種微弱訊號，需要使用高度靈敏的儀器進行長時間觀測，而這些條件並不總是容易具備。雖然先前的天文觀測已經發現了一些這樣的暈，但當時的儀器只能偵測到最明亮、性質最極端的氫氣暈。

這項新研究——德州麥克唐納天文台的霍比–埃伯利望遠鏡（Hobby-Eberly Telescope，HET）暗能量實驗（Dark Energy Experiment）（縮寫為HETDEX），正使用HET繪製超過一百萬個星系的位置。

「我們不僅針對這些星系，還針對其間的區域，共收集了近半個拍位元組（petabyte，又稱千兆位元組）的數據。」HETDEX項目首席研究員、德州大學奧斯汀分校天文學系主任格布哈特博士（Dr. Karl Gebhardt）表示。

「我們的觀測範圍涵蓋了相當於2,000個滿月面積的天空區域。這項觀測的規模極其龐大，前所未有。」

「霍比-埃伯利望遠鏡是全球最大的望遠鏡之一。」HETDEX項目科學家、德州大學奧斯汀分校博士後研究員戴維斯博士（Dr. Dustin Davis）補充。

「而且HETDEX使用的儀器每次觀測都能產生10萬條光譜。因此，我們擁有海量的數據，其中蘊藏著各種精妙、有趣且奇特的現象，正等待著我們去發掘。」

找到數萬個氫氣暈

為了尋找氫氣暈，天文學家從HETDEX迄今為止已識別出的超過160萬個早期星系中，挑選出了最明亮的7萬個。

借助德州先進運算中心（Texas Advanced Computing Center）的超級電腦，他們觀察了其中有多少個星系顯示出周圍氫氣暈的跡象。

據該團隊稱，這些氫氣暈的尺度從數萬光年到數十萬光年不等。

其中一些是圍繞單一星系的簡單欖球形氣雲，而另一些則是包含多個星系的大型、不規則結構。

「那些是最有趣的。它們看起來像巨大的變形蟲，帶著延伸到太空中的觸手。」HETDEX資料管理員、德州大學奧斯汀分校研究員庫珀（Erin Mentuch Cooper）表示。

整體而言，此項發現不僅重新界定早期宇宙中氣體分布的規模與結構，也為研究人員提供了更完整的數據集，用於研究早期星系是如何開始形成並演化的。#

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