國際著名天文期刊《自然—天文》近期發表了由清華大學天文系教授蔡峥領銜的課題組一項突破性的研究成果。該研究揭示了大質量星體反饋作用在早期宇宙重元素起源過程中的顯著影響，其重要性遠超學界以往的認知。

在接受《中國科學報》專訪時，蔡峥教授詳盡解讀了這一重大發現的背景與意義。他指出，宇宙的大部分物質並非聚居于星系之內，而是散布于星系間的廣闊空間，這一被稱爲星系際介質的區域，構成了宇宙物質分布的主體。宇宙大爆炸之初，僅有氫、氦以及微量锂元素存在，但天文學家在距今僅約10億年後的宇宙中，通過分析類星體光譜，已檢測到星系際介質中已然富含了諸如碳、氮、氧等較重元素。蔡峥強調，探究這些重元素的起源及其如何抵達星際介質，一直是觀測宇宙學領域的一大核心謎團。今年4月，全球權威學術期刊《科學》攜手上海交通大學發布的125個當前最具挑戰性的科學問題中，這一問題赫然在列。

當前科學界主流觀點認爲，早期星際介質中的重元素主要源自小質量星系中恒星的星風或活動星系核的反饋作用，這些元素被抛射至宇宙空間，從而豐富了星際介質。然而，由于小質量星系亮度微弱，加之可能被塵埃遮蔽，傳統的光學觀測手段難以對此理論提供有力證據。面對這一困境，蔡峥教授課題組另辟蹊徑，轉而采用射電觀測技術開展研究。

課題組利用位于智利北部、全球最大的射電望遠鏡ALMA陣列，對一顆遙遠的類星體發射的光束進行了細致觀測。當這束光穿越距地球約125億光年外的宇宙某區域時，研究人員觀測到了明顯的氧吸收現象，導致觀測到的宇宙早期中性氧吸收線呈現出顯著的折疊特征。蔡峥解釋道，這一現象揭示了該區域存在一個強效的氧元素吸收體，其中的氧元素正是由周圍星系通過反饋機制“抛擲”至宇宙空間，繼而在該處聚集。

經過嚴謹的數據分析與處理，團隊在早期星際介質中氧元素附近鎖定了一顆候選星系，其與氧吸收體的距離約爲6萬光年。這一發現首次暗示，大質量星系的反饋作用在重元素起源中的角色可能遠超預期。

在後續的深度觀測與理論對比中，課題組發現該候選星系的實際質量比基于現有理論預測值高出1-2個數量級，同時，其與吸收體的實際距離也超出了理論預測值達一個量級。蔡峥教授強調：“這一系列證據清晰地揭示，早期星際介質中的重元素可能並非全部源自小質量星系活動，大質量星系的貢獻極有可能被嚴重低估。”

課題組進一步通過計算揭示，大質量星系通過反饋作用向宇宙空間“噴射”氣體和元素的有效距離，可能遠超我們之前的設想。以本次觀測的星系爲例，其光度約爲太陽光度的一億倍，卻能將氧等重元素抛送到六萬光年之外，而作爲參照，我們通常認爲銀河系星盤直徑僅爲約20萬光年左右。

蔡峥教授總結道，這一重大發現對當前科學界廣泛接受的星系反饋理論及大質量星系形成理論提出了實質性的質疑，對深入理解大質量星系的形成與演化曆程具有裏程碑式的意義。這項研究不僅拓寬了我們對宇宙重元素起源的認知邊界，也爲未來探索宇宙物質分布、星系演化乃至宇宙整體結構提供了全新的視角和研究方向。