此次这项研究中所采用的方法事实上此前便已经被天文学家们广泛采用,在这种方法中,类星体被用作理解空间的“宇宙灯塔”。类星体巨大的亮度让它们即便在极其遥远的距离上也能被观测到,实际上即便两者相距可观测宇宙直径的95%,我们仍然可以观测到类星体发出的光亮。研究组认为,这些光线从极其遥远的距离抵达地球,如果对它们与沿途氢气气体之间的相互作用进行研究,或许可以揭开照亮宇宙的光线来源之谜,即便最后的结果发现这样的源头实际上并非类星体也同样可以进行。
在宇宙中存在两种类型的氢气——一种当然就是普通的电中性的氢,而第二种则由于紫外线的照射而带上了电荷。这两种氢气团之间的差异可以借助一种特别的光线波段予以识别,也就是所谓的“莱曼-α”波段,这一波段只会对中性氢发生吸收。科学家们可以借助这一莱曼-α吸收特征的手段来了解宇宙中中性氢的分布情况,
时间胶囊
由于所研究的类星体距离远在数十亿光年之外,它们本质上都是一颗颗的时间胶囊:对它们的光线进行观察,将帮助我们了解宇宙在遥远过去时的情景。这样的观测也将告诉我们在数十亿年前,当宇宙正在大量产生星系之时,中性氢在宇宙中是如何分布的。
如果结果显示中性氢气体的分布是均匀的,那么这将说明大部分光线的来源是大量的星系,而如果这种均匀程度更低,则表明那些类星体将是这些光线的主要产生者。
然而目前的类星体样本数量还太小,不足以支持进行全面的分析以区分这两种情形。不过眼下正在规划的几个巡天观测项目或许将帮助科学家们找到问题的答案。
在这些规划中的方案中,有一项名为“暗能量分光设备”(DESI),按计划它将对超过100万个遥远的类星体进行观测。尽管这一项目的设计目的是想通过观测遥远的类星体来了解暗能量对宇宙膨胀的加速作用,但最近的研究表明这一项目也可以被用于测算光线传播途中与周遭气体云团之间的相互作用效应。同样的,DESI得到的数据中分布的均匀程度也将揭示宇宙中光线的产生主要是来自“少数大城市”(类星体)还是“大量小城镇”(星系)。