這()已經發現了一些可能的星系,它們可能是有史以來最早存在的星系之一。
距離地球136億光年,只比地球離地球晚2億年,這五個候選星係是迄今為止發現的最早的星系,並且可能是古代宇宙中最早形成的星系之一。
如果後續觀測得到證實,這些古老的星系將為天文學家提供最佳的測試以及物質最初如何在宇宙中凝聚的獨特見解。研究人員於 11 月 26 日發表了他們的研究結果預印本資料庫 arXiv,因此它們尚未經過同行評審。
「根據結構形成的標準範式,在宇宙微波背景(CMB)中產生熱點和冷點的原始波動最終將在宇宙黎明期間生長、坍縮並形成第一個星系,從而迎來宇宙的時代。第一縷曙光,」研究人員在研究中寫道。
他們補充說:“幾十年來,這些最初的星系一直處於我們觀測範圍之外。”然而 JWST 改變了這一點。
宇宙學家先前估計,第一批恆星團在大爆炸後數億年就開始合併並形成星系。
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然後,在宇宙誕生僅1 到20 億年後,目前的理論表明,這些早期的原星係就進入了青春期,形成了矮星系,這些矮星系互相吞噬,最終成長為像我們自己的星系一樣的星系。
但找到這個過程的確切時間,以及最早步驟發生的速度是具有挑戰性的,因為來自這些星系的光是如此微弱,而且宇宙的膨脹已經極大地將它們的波長拉伸(或紅移)到紅外線光譜中。
與它的前身不同的是,,JWST 可以探測紅外光譜中的光,使望遠鏡能夠進入宇宙的第一階段。但來自宇宙極早期時代的光仍然太暗,無法單獨偵測到。
為了解決這個問題,新觀測背後的研究人員——作為銀河遺產紅外線中平面調查非凡(GLIMPSE)計畫的一部分——利用一種稱為引力透鏡的現象來放大這些早期星系的遠光。
正如愛因斯坦在他的著作中所概述的那樣,重力是物質和能量存在下時空的彎曲和扭曲。這個彎曲的空間反過來決定了能量和物質的運動方式。
這意味著即使光沿著直線傳播,它也可能因重力而彎曲和放大。在這種情況下,星系 Abell S1063 位於他們選擇研究的區域和我們的區域之間,聚焦早期星系的光線,以便可以透過望遠鏡觀察到。
透過將 JWST 對準這個彎曲空間區域並慢慢收集從其後面射入的光線,天文學家將望遠鏡發揮到了其能力的極限,捕捉到了早期星系的第一道微弱光芒。
如果進一步研究證實,這些星系候選者將比,JADES-GS-z14-0,大約提前了 9000 萬年——使它們成為最早可能形成的星系之一。事實上,它們都是在同一天空區域內發現的,這表明那裡可能存在更多的它們。
那麼像這樣的星係是如何成長得如此之快的呢?宇宙之謎的答案仍然難以捉摸,但他們不太可能找到答案。相反,天文學家正在嘗試各種解釋,包括比預期更早出現的巨型黑洞、超新星爆炸的回饋,甚至是超新星爆炸的影響。解釋其中恆星的快速形成。