自從詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）開始科學運營，天文學家觀察到了超過130億年前存在的星系。在此期間，被稱為“宇宙黑暗時代，“第一批恆星和星系在大霹靂。
不幸的是，這一時期的光僅限於由大爆炸引起的遺物輻射 - 宇宙微波背景（CMB） - 通過恆星輻射對中性氫的電離釋放的光子。
以前的觀測值，例如尊貴的哈勃和Spitzer由於其有限的紅外（IR）靈敏度，因此在此期間無法觀察星系的空間望遠鏡無法觀察星系。但是，由於韋伯的高級IR樂器，冠狀動脈片和隔熱罩，窗簾終於在黑暗時代拉開了。
在最近的研究一組國際科學家團隊從星系中搜索了韋伯的檔案數據，該數據在大爆炸後僅數億年，將韋伯推向了其想像能力的極限。
該研究由Castellano Marco，來自國家天體物理學研究所的羅馬天文學觀測站（inaf-oar）。來自INAF的同事們也加入了他國家光紅外天文學研究實驗室（Noirlab），安達盧西亞天體物理學院（IA-CSIC），哈佛和史密森尼天體物理中心（CFA），太空望遠鏡科學學院（STSCI），NASA Goddard太空飛行中心以及多個大學和機構。
自Webb首次開始運營以來，它一直在觀察超過130億年前存在的星系。這些早期星系中的某些圖像包括在韋伯早期發布觀測（ERO）中，其中包括“小紅點“那是早期活躍銀河核（又名類星體）。
在韋伯之前，天文學家能夠解決存在的星系紅移使用哈勃和spitzer，雖然敏感性要低得多，但大爆炸後約有10億年（大爆炸之後約5億年）。
但是，正如卡斯特拉諾（Castellano）今天通過電子郵件告訴宇宙的那樣，韋伯（Webb）的提高敏感性為銀河系組和進化的第一階段打開了一個新窗口：
“ JWST在更高的紅移時發現了數十個來源z-14.2（當前的記錄持有人，對應於BB之後的〜300 Myr）。 JWST已詳細研究了其物理特性，包括其氣體的化學成分。
“在令人興奮的成績的一流滑坡中，我要說的是，JWST獲得的兩個結果需要突出顯示：BB之後的500-300 MYR的明亮星系和大量淡淡的AGN在最初的十億年中。”
在此期間發現的星係數量及其明顯的亮度使天文學家感到驚訝，因為它們與已建立的宇宙學模型處於“緊張”狀態。
當涉及超級企業時，情況也是如此黑洞（SMBH）在此期間觀察到的（大於預測的宇宙學模型）。
在這兩種情況下，這些模型都表明，大爆炸以來沒有足夠的時間來形成這麼多明亮的星系，或者SMBH會變得如此大。
Castellano說，前者的發現是他研究的重點：
“自第一批觀察以來，JWST發現了許多星系z> 9具有明亮的紫外線發射，比理論模型預測或基於先前的觀察結果高得多。
“在過去的三年中，已經進行了幾項理論嘗試來解釋這種“過量的”明亮星系，例如由於非常低的灰塵衰減，或高恆星形成效率，或者是金屬貧困恆星或對超級質量黑色孔的積聚的貢獻，等等。
“在迄今為止探索的紅移中尋找星係是基本的，以測試這些理論模型的預測。”
根據他們的研究，團隊諮詢了JWST和HST光度測量Astrodeep-JWST目錄並分析了構成它的七個調查。
其中包括宇宙進化早期發行科學調查（ceor），田地由偉大的觀察者起源深度調查北（商品-N）和貨物調查，首次恢復時期的光譜完成觀測值（壁畫），下一代深層探索性探索性公眾（ngdeep）廣告系列，燭台，，，，玻璃-JWST，還有更多。
如前所述，團隊搜索了這些光度計數據源的紅移值的星系z= 15-30。他們選擇的候選者是根據光譜 - 能源分佈和Lyman斷裂的形狀選擇的。
後一種技術涉及通過近紅外和紫外線（UV）過濾器觀察高紅移星系，因為這些星系的輻射幾乎完全被周圍的中性氣體完全吸收。
正如Castellano所解釋的那樣，這提出了許多挑戰：
“一方面，物體變得淡淡，並以少量的光度帶檢測到對其頻譜的形狀的限制降低。低/中間紅移對象進入選擇標準。
“這些通常是它們的光譜能量分佈模仿z> 15個星系的物體，因為它們非常'紅色'，即它們的發射在波長大於2微米的情況下急劇增加，因為它們的恆星光極大地被塵埃ipt縮，或者因為它們在某些已知的恆星群體中占主導地位。在某些已知的舊案例中，它們與Z的持續相同。強力發射線在某些觀察到的過濾器中增強了通量。”
目前，天文學家已經能夠在紅移值下僅識別幾個候選星系z= 15或更高。儘管事實是，這些星系的紫外線休息框架排放位於韋伯近紅外攝像頭（Nircam）的光譜範圍內。
然而，打破了z= 15屏障對於在第一顆恆星和星系形成時在早期宇宙中學習星系演變至關重要。這些信息將有助於解決理論模型和觀察之間的當前緊張局勢。
總體而言，團隊從Astrodosep-JWST目錄中選擇了10個對象，其顏色與紅移兼容z= 15至20。但是，正如卡斯特拉諾（Castellano）所解釋的那樣，對這些來源的分析再次證明，在這些紅移中研究對象非常具有挑戰性。
他說：“這是真的，他們是可信的高紅移候選人，但它們也與較低紅移的稀有星係人群的預期顏色兼容。” “特別是，如上所述，它們可能是具有強烈排放線的塵土飛揚的星系，或者是舊的，被動地不斷發展的星系。”
例如，已經觀察到這些候選人之一近紅外光譜儀（NIRSPEC）作為Candels-Area Prism Revionization調查時期（刺山柑）。
這個星系具有高恆星形成率和紅移z= 6.56（約132億年），但被灰塵高度減弱，使其顯得紅色。但是，其研究中的其餘候選人仍然潛在z〜15-20名值得進一步研究的候選人：
[i] f我們假設它們都是z> 15的星系，含義非常有趣。他們的數量將意味著大爆炸後2-300 Myr的大量明亮星系，這比理論模型所預測的要高。實際上，即使只有一小部分對象的光譜證實也暗示著與理論預測的顯著張力。 ”
此外，該團隊的研究可能對僅130億年前存在的塵土星系的研究產生影響。像極端的高速度星系一樣，星系z= 4至7（12.5至133億年）的理解很少。
這些由低質量的塵土恆星形成和低質量無源星系組成，與明亮的紫外線和低粉塵衰減星系相比，這些星系很少見。對這些候選人的進一步研究可以揭示有關宇宙歷史上早期的更多信息。
同時，Castellano和他的團隊強調需要對可能具有紅移值的星系進行後續研究z= 15或更多：
對被選為電勢的對象進行光譜隨訪至關重要z> 15個星系。將它們確認為真正的高紅移星系，將對我們對星系進化的最早階段的理解產生重大影響。
"Instead, if we will find that they are all lower redshift "interlopers", we will be able to understand poorly known populations of dusty and passive galaxies at intermediate redshift that we can discover and investigate only thanks to JWST… We are starting to understand how to exploit JWST to search for these extremely distant galaxies, it is challenging, but finding sources only 100-200 Myr after the Big Bang is within reach of JWST capabilities."
最近他們論文的預印本出現在線並正在審查雜誌上的出版天文學和天體物理學。
