地球是太陽的行星,行星軌道繞著恆星太陽轉。太陽是恆星,是一團高熱的氣體、巨大的火球,發出光和熱。銀河系總共有幾千億恆星,太陽是其中之一。

天文學家發現宇宙不是一開始就存在的,它的起點是在138億年以前的一場大霹靂──能量、物質、時間、空間全部在大霹靂中一起大膨脹。從大霹靂發生之後不久,膨脹中的宇宙充滿著一團由簡單原子組成的發光熱氣體。想知道所有的星系、恆星、行星都是由什麼形成的?這也可以請ALMA幫忙。

首先,我們知道宇宙中的熱氣體冷卻後就變暗了。然後,冷氣體由於本身的重力而凝結成塊,形成第一代星系。當中小塊的氣體就在這些暗雲中又再度發熱,開始發光。這樣,誕生了第一代恆星。

膨脹中的宇宙插畫。圖片版權: Frannerd + A. Peredo – ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)


目前為止,理論上,恆星誕生的故事是這樣的。我們要請ALMA幫忙檢查看看這理論是否完全沒錯。我們知道有些望遠鏡可以回到過去,ALMA也可以。從遙遠的恆星或星系而來的光要走非常長的路才會抵達地球。所以從距離它們很遠的地球看過去,會看到一些早在幾十億年前就已經朝我們出發的光當時的情形,那是星系在幾十億年前看起來的樣子。

要擁有回到過去的能力,必須能看見很深很深的太空。地面大型望遠鏡和太空望遠鏡,譬如哈柏,都曾寫下紀錄,看到120億光年遠的星系。意思是說這些星系的光,花了120億年才抵達地球,這樣,我們所看到的星系可以幫忙我們認識極早期的宇宙。

可是,現在的望遠鏡還沒辦法看得到這些遙遠星系裡最先出現的第一代恆星。這樣的話,怎麼會知道第一批恆星「點亮」的時間是發生在什麼時候呢?ALMA又可以幫忙了!在恆星生命終了的時候,會朝太空吹出大量的氣體塵埃。最大的恆星甚至會整個支解。這樣的超新星爆發,將會產生很多很多星塵。

ALMA能偵測到這些塵埃發出的電波。如果在遙遠星系中偵測到塵埃,當然就能確定星系裡有恆星啦!ALMA能確切地告訴我們恆星塵埃最早出現是在什麼時候,這樣也就回答了恆星何時形成的問題了。真厲害。

當然,ALMA看近的東西也沒問題,從距離我們不太遠的星系冷塵埃的資料,ALMA也能有很多新發現。這些都有助我們了解完整的宇宙歷史!