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詹姆斯·韋伯太空望遠鏡打破了自己的記錄,發現了有史以來最早的星系

  • 2024-12-03
  • Armanda
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡拍攝的大麥哲倫星雲(銀河系的衛星星系)中恆星苗圃 N79 的圖像。 (圖片來源:ESA/Webb、NASA 和 CSA、O. Nayak、M. Meixner)

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,僅比地球距地球晚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。

研究人員在研究中寫道:“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,迎來第一束光的時代。”

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。

宇宙學家此前估計,第一批恆星團在大爆炸後幾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,當前的理論表明,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,無法單獨檢測到。

為了解決這個問題,新觀測背後的研究人員——作為銀河遺產紅外中平面調查非凡(GLIMPSE)項目的一部分——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概述的那樣,引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,以便可以通過望遠鏡觀察到。

通過將 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增長得如此之快的呢?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,天文學家正在考慮各種解釋,包括比預期更早出現的巨型黑洞、超新星爆炸的反饋,甚至是超新星爆炸的影響。解釋其中恆星的快速形成。

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