计算机模拟的宇宙物质分布图。橙色表示星系，蓝色表示暗物质和气体，巨大的黑色空洞星系极少最不透明
美国加州大学的天文学家最近发现宇宙一片星系匮乏的巨大空洞区域，跨度达到3亿光年，有望为揭开首批星系如何点亮宇宙的提供线索。他们还认为，大约125亿年前，宇宙中最不透明的地方所包含的物质相对较少。
早期不透明的黑暗宇宙
天文学家早就知道，宇宙充满暗物质和气体组成的网状网络。这张“宇宙网”构成了宇宙里的大部分物质，而像银河系的星系仅仅占到一小部分。而如今我们所在的宇宙中，星系之间的气体，即所谓的“星系际气体”，在高能的紫外线辐射下保持电离状态，因而几乎完全透明。
不过，天文学家后来发现，125多亿年前，也就是宇宙大爆炸约10亿年后，深空中的气体一度非常不透明，掩盖了遥远星系发出的大部分星光，即使紫外线也无法穿透。更为令人不解的是，不同区域的不透明程度差异很大。
就在几年前，美国加州大学河畔分校天文学家乔治·贝克尔（George Becker）领导的团队发现，这些不透明度的差异相当巨大，无论星系际气体本身的数量或是它们经受的辐射，每个区域都各不相同。
贝克尔解释说：“我们现在所处的宇宙相当的均匀。朝任何方向看，星系的数量大体相同，星系间的气体也是如此。但在早期的宇宙，深空中的这些气体在不同区域的数量差异很大。”
宇宙大爆炸示意图
横跨5亿光年的星系极度匮乏区域
为了弄清这一问题，天文学家动用了位于夏威夷的昴星团望远镜，世界上最大的望远镜之一。他们在一片极为广袤的太空区域，寻找年轻恒星组成的星系。这片区域横跨3亿光年的范围，天文学家过去就知道那里的星系际气体极度不透明。
对“宇宙网”而言，不透明度越高说明气体越多，由此能产生更多的星系。但贝克尔团队的发现截然相反，他们所搜寻的区域包含的星系数量远远低于平均值，意味该区域透明度极低，星光无法穿透。这是因为来自星系的紫外线可以让深空中的气体电离保持透明，如果星系匮乏，这些气体则显得混沌不堪。
贝克尔解释说：“保持这些深空气体透明的紫外线通常来自极为遥远的星系，与其附近的星系数量关系不大，对于宇宙演化的大多数历程都是如此。”
首批星系点亮宇宙的线索
目前，贝克尔团队的相关论文已经刊登在8月份的学术期刊《天体物理学》杂志上。他们的研究也许将逐渐揭开宇宙史的另一个阶段。
在宇宙大爆炸后的十亿里，首批星系产生的紫外线射入太空，并逐渐电离深空中的气体，让宇宙变得透明，摆脱黑暗时期。天文学家认为，类似过程在星系多的区域发生的要更早。贝克尔团队此前发现的星系间辐射的大幅差异，可能正是这一过程的残留物，并有望为它发生的方式和时间提供线索。
接下来，天文学家将深入研究这片看起来非常“空洞”的区域，以及其他类似的区域，以求解开早期宇宙中的首批星系如何点亮宇宙的线索。天文学家希望，通过了解太空中星系和星际气体间的相互作用，从而揭示早期宇宙中的星际生态系统形成过程。