一个新发现的星系刚刚对于迄今为止最早看到的星系来说，这对我们当前的星系形成模型提出了重大挑战。
它被称为 JADES-GS-z14-0，在早期宇宙中闪闪发光，因为它看起来距离宇宙诞生还不到 3 亿年。。最近的第二个发现，称为 JADES-GS-z14-1，被证实几乎同样遥远。
天文学家说，这些探测现在“明确的”，这意味着宇宙黎明可能需要做一些“解释”。
“2024 年 1 月，NIRSpec 对这个星系 JADES-GS-z14-0 进行了近十个小时的观察，当第一次处理光谱时，有明确的证据表明该星系确实处于14.32，打破了之前最遥远星系的记录，”天文学家说意大利高等师范学院的 Stefano Carniani 和亚利桑那大学的 Kevin Hainline。
“从图像中发现，光源直径超过 1,600 光年，这证明我们看到的光主要来自年轻恒星，而不是来自正在增长的超大质量恒星附近的发射。。
“如此多的星光意味着该星系的质量是太阳的数亿倍！这就提出了一个问题：大自然如何在不到3亿年的时间内创造出如此明亮、巨大、庞大的星系？”
关于这个主题已经写了三篇单独的论文，其中一篇新发表在自然。
arXiv 上的另外两个数据尚未经过同行评审，但三者都得出相同的结论：JADES-GS-z14-0 肯定存在，这是一个闪亮的数据点，代表了理解宇宙如何形成的新方法。开始。
直到最近，我们对宇宙黎明时期（138 亿年前大爆炸后的第一个十亿年左右）还知之甚少。这是因为早期宇宙充满了中性氢雾，它会散射光线，阻止光线传播。
这场雾并没有持续多久；它被早期宇宙中物体发出的紫外线电离和清除，到宇宙黎明结束时，空间是透明的。
然而，到那时，周围已经有一大堆恒星和星系了。如果我们想知道这一切是如何形成的，我们需要能够透视迷雾。
这是其中一件事约翰·韦斯特以其强大的红外眼睛而设计。红外辐射能够穿过其他光不能穿过的致密介质，其长波长能够以最小的散射穿过。
它一直在进行 JWST先进的深河外巡天（JADES），在大爆炸后的前 6.5 亿年里寻找物体，得到了非常有趣的结果。
我们反复发现的一件事是。这真是令人兴奋，因为我们一直在这样的假设下运作：超大质量物体星系的形成需要很长时间——远远长于我们观察它们的时间范围。
但 JADES-GS-z14-0 更胜一筹。它非常大，非常明亮，与天文学家预测的早期宇宙中的星系完全不同。
首先，它的大小表明大部分光必须来自恒星，而不是来自正在生长的超大质量黑洞周围空间的光。
对它的光的分析表明存在大量的灰尘和氧气，这在早期是出乎意料的。如此重的元素需要在恒星内部制造，然后需要爆炸。这些特征表明，在大爆炸后 3 亿年里，几代大质量恒星必定已经存在和死亡。
鉴于当今最大的恒星的寿命只有几百万年左右，这并非不可能，但仍然不完全是天文学家所期望的结果。
总而言之，这个星系表明我们需要重新思考早期宇宙，表明我们看到的大量光源不能完全用不断增长的黑洞来解释。不知何故，大型、明亮、结构良好的星系可以在宇宙黎明早期聚集。
“JADES-GS-z14-0 现在成为这种现象的原型，”卡尼亚尼说。 “宇宙能够在短短 3 亿年的时间内形成这样一个星系，真是令人惊叹。”
Carniani领导的发现论文发表于自然。其他研究星系光特性的论文可以在 arXiv 上找到这里和这里。
本文的早期版本于 2024 年 5 月发布。
