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2022-11-19 13:12

詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了可能是迄今为止发现的最遥远的星系

故事为哥伦比亚广播公司新闻撰稿并经许可使用

研究人员周四说,詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了一个遥远的星系在138亿年前的宇宙诞生后仅3.5亿年后发光,这让正在努力弄清楚恒星和星系如何在大爆炸之后如此迅速地形成的天文学家感到惊讶。

“这些观测结果简直让人目瞪口呆,”《天体物理学杂志快报》上一篇描述这一发现的论文的合著者保拉·桑提尼在一份声明中说。“这是天文学的一个全新篇章。这就像考古挖掘,突然你发现了一个失落的城市或你不知道的东西。这真是令人震惊。”

没有人知道在所谓的“黑暗时代”结束、光开始在宇宙中自由传播后,第一批恒星是什么时候开始亮起的。但“我认为任何早于1亿年前的天体都会非常奇怪,”韦伯天文台的天文学家、加州大学圣克鲁斯分校教授加斯·伊林沃思(Garth Illingworth)告诉记者。

他说:“我们主要认为,最初的东西很可能是在几亿年前形成的。”“但这些星系潜在的质量非常大,它可能会把我们推回到200年前。这确实是一个很好的开放性问题——第一批恒星是什么时候形成的?所以这些星系,我认为,将是这方面的探路者。”

讨论中的星系是GLASS-z12,它在大爆炸3.5亿年后发光,另一个可以追溯到4.5亿年前,是Grism镜头放大太空调查(GLASS)观测计划的一部分,在短短四天的分析后发现的。

顾名思义,极遥远的星系是在光线中被近星系群的质量引力放大或“透镜化”的情况下被发现的。这两个观测结果跨越了哈勃之前的记录保持者GN-z11星系,该星系的历史可以追溯到大约4亿年前。

新发现的星系的年龄还没有完全确定——这需要额外的光谱分析——但天文学家说,观察显示了许多可能更古老的星系的明显迹象,这将把恒星形成的时间推回到更接近大爆炸的时候。

Illingworth在NASA的声明中说:“这些星系可能是在大爆炸大约1亿年后开始聚集在一起的。”“没有人想到黑暗时代会结束得这么早。原始宇宙的年龄只有现在的百分之一。这只是138亿年进化史宇宙中的一小段时间。”

加州大学洛杉矶分校(University of California at Los Angeles)教授托马索·特鲁(Tommaso Treu)是GLASS项目的首席研究员,他说,这项调查是为了“让天文学界快速了解宇宙为我们准备了什么惊喜”。

“宇宙和JWST并没有让我们失望,”他说。“我们一开始收集数据,就发现远处发光的星系比我们预期的要多得多。不知何故,宇宙形成星系的速度和时间比我们想象的要快。

“大爆炸后仅仅几亿年,就出现了许多星系。JWST开辟了一个新的领域,使我们更接近于理解这一切是如何开始的。我们才刚刚开始探索。”

詹姆斯·韦伯太空望远镜是有史以来发射的最强大的太空天文台,配备了一个21.3英尺宽的分割镜,四个灵敏的相机和光谱探测器,工作温度低于绝对零度以上50度。

为了使望远镜能够捕捉到微弱的光,这种光是由于宇宙生命过程中空间本身的膨胀而延伸到光谱的红外区域的。

JWST于去年圣诞节启动,今年是它科学运作的第五个月。

美国宇航局戈达德太空飞行中心的韦伯操作项目科学家简·里格比说:“JWST是一份花了几个月时间才打开的礼物,结果是,几乎在所有方面,这个天文台比我们发射前的预期更强大。”

“图像更清晰,指向和引导更稳定,天空更暗,背景更黑,灵敏度更高。”她补充说,GLASS项目的初步成果“只是大量新发现的一部分。正如我们所希望的那样。”