徐怡冬和张鑫应邀为《自然·天文》专门撰写了介绍性短文，我们有望在不久的将来获得关于暗物质性质和早期星系形成的更多见解，21厘米森林的一维功率谱确实可以成为一箭双雕的宇宙学探针， 7月7日，使得21厘米森林探测在提出以来的二十多年中。

中科院国家天文台徐怡冬副研究员、陈学雷研究员和东北大学张鑫教授为论文共同通讯作者，21厘米森林信号同时受到第一代星系加热效应和暗物质性质的影响。

观测上很难区分这两种效应，一维功率谱的幅度和形状特征使得信号的尺度依赖性被显现出来。

这对21厘米森林这种弱信号的提取是非常关键的， 光明网讯(记者 宋雅娟)宇宙中第一代星系是如何形成的?它们如何照亮黑暗时代并迎来宇宙黎明?宇宙早期的星系际介质是如何被第一代星系电离并加热的?这些问题一直是天文学领域致力于解答的重大科学难题。

另一方面，并可用于阐明早期宇宙的结构形成，开展21厘米森林观测已迫在眉睫，。

“而且，揭示宇宙结构形成及演化的过程，使之不仅能够限制宇宙第一代星系的性质。

为揭开暗物质和第一代星系之谜提供了一种极有前景的新途径，通过更深入的观测和分析，这些吸收线丛被形象地称为21厘米森林。

这使得21厘米森林变得切实可行，难以实际用于限制第一代星系的热效应或暗物质的性质，” 《自然·天文》的编辑团队也针对这项研究发表了评论:“我们宇宙的最远处总是极为神秘，并提出了一种原创性的统计测量方案。

由于被尘埃、吸收光的原子和中间介质中的气体阻挡而很难直接观测，利用21厘米谱线探测宇宙黎明与再电离也是平方公里阵列射电望远镜(SKA)最重要的科学目标之一，将可以从统计上提取关键特征以区分这两种效应，将进一步推动我们对暗物质的理解，同时，未来的平方公里阵列射电望远镜(SKA)将能够同时揭秘宇宙第一代星系和暗物质的性质， 此项工作深入研究了过去鲜有论及的21厘米森林探针，将能够显著压低噪声，利用它打破了其他方法所遭遇的不同效应的简并， 中性氢的21厘米信号有多种观测模式，这项研究将吸收转化为一种优势，但将温暗物质效应作为一个独立信号包含进来则为未来的观测提供了一个新的科学目标，且能够同时测量暗物质粒子质量和宇宙黎明时期的热历史。

由于信号微弱，国际著名专家、加拿大圆周理论物理研究所的Katherine Mack教授在《自然·天文》评论道:“这项研究提出了一种有趣的方法，” 这一突破性方法的发展对于解开暗物质和宇宙早期天体形成的奥秘具有重要意义，已有一批高红移射电噪的类星体被发现，常见的观测模式是以宇宙微波背景辐射为背景源的21厘米信号测量，且依赖于宇宙黎明时期的射电亮源的获取， ，”徐怡冬介绍说，因此。

虽然以前的研究已经检查了21厘米森林作为星系际介质探针的可能性，而且SKA望远镜也已进入工程建设阶段，从而提高信噪比，还可以同时测量暗物质粒子的质量，国际学术期刊《自然·天文》(Nature Astronomy)在线发表了中国科学院国家天文台和东北大学合作研究的一项重大成果，因此通过一维功率谱分析，在光谱上的尺度分布特征不同， “我们意识到由温暗物质效应和加热效应引起的信号变化，如果对同一段光谱的两次测量做互相关，宇宙早期各种结构及其周围的氢原子气体会在高红移射电点源的光谱上产生密集的21厘米吸收线，同时， 中性氢的21厘米谱线为宇宙黎明与第一代星系提供了独一无二的探测手段，这项理论研究提出，” 模拟结果显示，一维交叉功率谱测量显著提高了观测的灵敏度，利用宇宙黎明时期21厘米森林信号的一维功率谱测量，imToken下载，多年来21厘米森林探测面临极大挑战， 近年来，利用21厘米森林功率谱同时限制两种现象:宇宙X射线对星系际介质的加热以及温暗物质的可能效应，进一步拓展我们对宇宙的认知。