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杨雪娟教授应邀在Nature杂志发表评述文章

作者 : 编辑 : 李雯雯 来源:物理与光电工程学院 科技处 发布时间 : 2023-09-14 16:23:12 点击量:

近日,我校物理与光电工程学院杨雪娟教授应邀在Nature杂志发表题为“Interstellar dust revealed by light from cosmic dawn”(“宇宙黎明际,星尘已满天”)的News and Views(新闻与观点)评述文章。杨雪娟教授为该文第一作者,湘潭大学为第一作者单位,美国密苏里大学董事会杰出教授李爱根博士为第二作者。

宇宙始于大爆炸(Big Bang),其后因膨胀而冷却,约40万年后宇宙主要成分为氢原子,没有任何发光天体,因而处于“黑暗时期(Dark Ages)”。大约4亿年后,第一代恒星和星系相继形成,宇宙出现第一缕曙光,所谓的“宇宙黎明(Cosmic Dawn)”时期始于此时,约持续6亿年。

图1 杨雪娟教授认为,2175Å消光驼峰由多环芳烃(PAH)产生,宇宙黎明时期的多环芳烃起源于超新星爆发产生的石墨(graphite)或氢化非结晶碳(HAC)。

宇宙正黎明,何处生尘埃?宇宙黎明时期,恒星尚未演化到星风流失阶段,不能产生尘埃。然而,英国剑桥大学Joris Witstok博士领衔的团队在同期发表的论文中报道了宇宙黎明时期的尘埃探测。他们采用詹姆斯•韦伯太空望远镜,在一个遥远的星系中探测到了该星系130亿年前发出的光,发现在波长2175Å处的光显著减弱,表明在宇宙年龄仅为8亿年的黎明之际,尘埃已满天矣。为此,Nature杂志特邀杨雪娟教授和李爱根教授评述、讨论当前广受关注的宇宙黎明时期的恒星演化、尘埃起源,分析2175Å波长处的减光机制。

近年来,杨雪娟教授及其团队(青年教师林琪、李祺,博士研究生王倩)在星系的2175Å减光光谱特征(通常称为“消光驼峰”)方面开展了系列研究,在多环芳烃作为2175Å消光驼峰的载体方面取得了突破。杨雪娟教授提出,宇宙黎明时期的2175Å消光驼峰应是多环芳烃对星光的吸收造成的;多环芳烃起源于超新星爆发产生的碳尘埃(石墨或非结晶碳)。尽管宇宙黎明时期,普通恒星尚未足够演化,但超新星的前身星演化很快。这些碳尘埃在超新星的喷发物中形成,被抛射到星际空间后,因碰撞而碎裂,并在氢原子的作用下最终形成多环芳烃。为检验这一构想,杨雪娟教授指出,詹姆斯•韦伯太空望远镜应可探测到多环芳烃在红外波段的振动辐射。

杨雪娟教授2008年自北京师范大学博士毕业后入职我校。2013年起涉足星际芳烃研究,取得了多项有国际显示度的成果,多项研究成果被写入教材,多次在国际会议作邀请报告,被AstroPAH聚焦栏目专题采访报道,目前主持国家自然科学基金优秀青年基金、重点基金等项目。

全文链接:https://www.nature.com/articles/d41586-023-02766-4

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