一個潛伏在宇宙深處的星系,距離宇宙誕生僅 6 億年。,讓我們能夠最好地一睹我們自己的嬰兒銀河係可能的樣子。
隨著恆星的形成而爆發,我它被賦予了“螢火蟲閃閃”的綽號。然而,經過 132 億年的時間才到達我們這裡,我們只能看到銀河系「閃閃發光」的光芒,這要歸功於有史以來最強大的太空望遠鏡和將時空彎曲成放大鏡的怪異引力的結合。
螢火蟲閃爍的圖像非常詳細,天文學家能夠識別出 10 個離散的星團,並確定星系在宇宙黎明的黑暗中積極形成和生長時的質量。
“我認為不可能將宇宙早期存在的星系分解為如此多不同的組成部分,更不用說發現它的質量與我們自己的星系在形成過程中的質量相似,”天文物理學家拉米亞·莫拉說美國韋爾斯利學院。
“這個微小的星系內部發生了很多事情,包括恆星形成的許多不同階段。”
任何研究宇宙的人都對宇宙的第一個十億年有著濃厚的興趣。這個時期被稱為宇宙黎明,它包含宇宙中所有物質開始從原始粒子霧中聚集在一起的時代,變成恆星和星係以及構成其周圍宇宙的其他一切。
顯然,我們想更多地了解宇宙是如何誕生的;但宇宙黎明的觀測極為困難。它離我們如此遙遠,以至於我們最強大的望遠鏡幾乎無法將其內部的物體視為光斑。
這就是重力透鏡的用武之地。如果你隨後在彈跳床墊上滾動一顆彈珠,它會沿著一條彎曲的路徑移動;因此,穿過重力透鏡的光也會遵循扭曲時空的曲率。
當光線從另一側射出時,光線常常會被塗抹、扭曲並複製成多個影像;但最重要的是,它被放大了。天文學家可以將所有混亂的光線整理出來,以了解產生光線的來源的真實性質。
螢火蟲閃閃就是如此。它位於一個巨大的前景星系團後面,沿著我們的視線,星系團的光線已經傳播了 53 億年才到達我們這裡。這個集群是稱為透鏡源,因此是 JWST 的主要候選者,其紅外線能力非常適合研究因宇宙膨脹而延伸到更紅波長的遠距離光。
螢火蟲閃爍發出的光被星系團放大,被拉伸成一條長長的、閃閃發光的污點,沿著這條污點可以看到閃閃發光的星團。研究人員將這種光重建成一個連貫的星系,就像隨著新恆星的誕生而綻放的淚珠。
“我們的重建表明,活躍形成的恆星團被來自其他未分解恆星的漫射光包圍,”天文物理學家卡泰克·艾耶說美國哥倫比亞大學學士。 “這個星系實際上正處於組裝過程中。”
由於星系的光線被拉伸成弧形,研究人員能夠輕鬆識別單個星團並確定星系的質量。它非常輕,其質量相當於我們期望在嬰兒銀河系中看到的質量。此外,星團在整個光譜上顯示出不同的顏色。
這顯示恆星的形成不是同時的,因為不同生命階段的不同恆星會發出不同種類的光。每個集群都處於其演化的不同階段。總的來說,這些星團約佔螢火蟲閃閃整個質量的一半。這是對銀河組裝過程的罕見洞察。
關於星系成長的另一個線索是其他星系非常接近。兩個星系距離螢火蟲閃光分別為 6,500 光年和 42,000 光年。
由於距離足夠近,這三個星係可能在三向軌道舞蹈中受到引力束縛,並且可能是年輕星系生長的同類相食方式的早期階段。例如,銀河系的成長是由。
「長期以來,人們一直預測早期宇宙中的星係是透過與其他較小星系的連續相互作用和合併而形成的,」天文物理學家淺田義久說道日本京都大學學士。 “我們可能正在見證這一過程的實施。”
這個微小的星系為我們提供了有史以來最詳細的關於嬰兒星系如何生長的觀察之一,並且代表了更好地了解我們自己的星系的難得機會。但這樣的機會已經變得越來越少。
“這只是 JWST 將發現的許多此類星系中的第一個,”天文學家馬魯薩布拉達奇說斯洛維尼亞盧布爾雅那大學的教授。
「就像顯微鏡讓我們看到植物的花粉粒一樣,韋伯令人難以置信的分辨率和重力透鏡的放大能力讓我們看到星系內部的小碎片。我們的團隊現在正在分析所有早期星系,結果都指向了相同的方向:我們還沒有更多地了解這些早期星係是如何形成的。
該研究發表於自然。