一種獨特的新儀器結合強大的望遠鏡和大自然的一點幫助，讓研究人員得以一窺年輕宇宙中心的銀河苗圃。 大約 13,8 億年前的大爆炸之後，早期宇宙充滿了巨大的中性擴散氣體雲，稱為衰變萊曼-α 系統或 DLA。 這些 DLA 充當了銀河托兒所，因為其中所含的氣體慢慢凝結，為恆星和星系的形成提供了燃料。 即使在今天也可以觀察到它們，但這並不容易。 北卡羅來納州物理學副教授 Rongmon Bordoloy 說：“DLA 雲是了解宇宙中星系如何形成的關鍵，但它們通常很難觀察，因為雲太分散而且本身不發光。”州立大學和作者研究。
目前，天體物理學家使用類星體——發光的超大質量黑洞——作為“背光”來探測 DLA 雲。 雖然這種方法可以讓研究人員確定 DLA 的位置，但來自類星體的光在巨大的雲層中充當微小的串，使測量它們的整體大小和質量的嘗試變得複雜。
Ale Bordoloy 和密歇根大學天文台首席科學家 John O'Meara。 夏威夷卡繆爾的 Keka 通過使用引力透鏡星系和積分場光譜來觀察大約 11 億年前大爆炸後不久形成的兩個 DLA 及其內部的星系，找到了解決這個問題的方法。
“引力透鏡星係是看起來拉長和明亮的星系，”Bordoloy 說。 “這是因為銀河系前面有一個巨大的引力結構，當它向我們移動時，它會扭曲來自它的光。 因此，我們正在觀察該物體的放大版本——就像使用太空望遠鏡放大並為我們提供更好的可視化效果。”
這樣做的好處是雙重的：首先，背景物體被天空拉長並且明亮，因此很容易從物體的不同部分捕獲光譜讀數。 其次，由於透鏡可以擴大物體，因此可以檢查非常小的部分。 例如，如果一個物體是一光年寬，我們可以研究非常高精度的小塊。
光譜讀數使天體物理學家能夠“看到”肉眼不可見的深空元素，例如彌散的氣態 DLA 和其中的潛在星系。 通常，收集證據是一個漫長而艱苦的過程。 但是科學家們通過使用凱克宇宙網絡成像儀進行積分光譜學解決了這個問題。
積分場光譜學使研究人員能夠獲得它所瞄準的天空區域中每個像素的光譜，從而使天空中擴展物體的光譜學非常有效。 這項創新與細長而明亮的引力透鏡星系相結合，使該團隊能夠高精度地繪製 DLA 漫天擴散氣體的地圖。 通過這種方法，研究人員不僅能夠確定兩個 DLA 的大小，還能夠確定它們是否包含宿主星系。
科學家們說：“我幾乎整個職業生涯都在等待這種組合：一台足夠強大的望遠鏡和儀器，大自然給了我們一點運氣，我們可以用一種新的方式研究兩個 DLA，而不是一個。” “很高興看到科學付諸實踐。”
順便說一句，DLA 是巨大的。 它們的直徑超過 17,4 千秒差距，是現代銀河系大小的三分之二以上。 相比之下，13 億年前，一個典型星系的直徑不到 5 千秒差距。 一秒差距是 3,26 光年，一千秒差距是 1000 秒差距，所以光需要大約 56 年才能穿過每個 DLA。
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