一个潜伏在宇宙深处的星系,距离宇宙诞生仅 6 亿年。,让我们能够最好地一睹我们自己的婴儿银河系可能的样子。
随着恒星的形成而爆发,我它被赋予了“萤火虫闪闪”的绰号。然而,经过 132 亿年的时间才到达我们这里,我们只能看到银河系“闪闪发光”的光芒,这要归功于有史以来最强大的太空望远镜和将时空弯曲成放大镜的怪异引力的结合。
萤火虫闪烁的图像非常详细,天文学家能够识别出 10 个离散的星团,并确定星系在宇宙黎明的黑暗中积极形成和生长时的质量。
“我认为不可能将宇宙早期存在的星系分解为如此多不同的组成部分,更不用说发现它的质量与我们自己的星系在形成过程中的质量相似,”天体物理学家拉米亚·莫拉说美国韦尔斯利学院。
“这个微小的星系内部发生了很多事情,包括恒星形成的许多不同阶段。”
任何研究宇宙的人都对宇宙的第一个十亿年有着浓厚的兴趣。这个时期被称为宇宙黎明,它包含宇宙中所有物质开始从原始粒子雾中聚集在一起的时代,变成恒星和星系以及构成其周围宇宙的其他一切。
显然,我们想更多地了解宇宙是如何诞生的;但宇宙黎明的观测极其困难。它距离我们如此遥远,以至于我们最强大的望远镜几乎无法将其内部的物体视为光斑。
这就是引力透镜的用武之地。当太空中存在巨大物体时,其巨大的重力场会导致时空本身扭曲——有点像将保龄球扔到蹦床上,从而拉伸垫子。如果你随后在蹦床垫上滚动一颗弹珠,它会沿着一条弯曲的路径移动;因此,穿过引力透镜的光也会遵循扭曲时空的曲率。
当光线从另一侧射出时,光线常常会被涂抹、扭曲并复制成多个图像;但最重要的是,它被放大了。天文学家可以将所有混乱的光线整理出来,以了解产生光线的来源的真实性质。
萤火虫闪闪就是如此。它位于一个巨大的前景星系团后面,沿着我们的视线,星系团的光线已经传播了 53 亿年才到达我们这里。这个集群是称为透镜源,因此是 JWST 的主要候选者,其红外能力非常适合研究因宇宙膨胀而延伸到更红波长的远距离光。
萤火虫闪烁发出的光被星系团放大,被拉伸成一条长长的、闪闪发光的污点,沿着这条污点可以看到闪闪发光的星团。研究人员将这种光重建成一个连贯的星系,就像随着新恒星的诞生而绽放的泪珠。
“我们的重建表明,活跃形成的恒星团被来自其他未分解恒星的漫射光包围,”天体物理学家卡泰克·艾耶说美国哥伦比亚大学学士。 “这个星系实际上正处于组装过程中。”
由于星系的光线被拉伸成弧形,研究人员能够轻松识别单个星团并确定星系的质量。它非常轻,其质量相当于我们期望在婴儿银河系中看到的质量。此外,星团在整个光谱上显示出不同的颜色。
这表明恒星的形成不是同时的,因为不同生命阶段的不同恒星发出不同种类的光。每个集群都处于其演化的不同阶段。总的来说,这些星团约占萤火虫闪闪整个质量的一半。这是对银河组装过程的罕见洞察。
关于星系增长的另一个线索是其他星系非常接近。两个星系距离萤火虫闪光分别为 6,500 光年和 42,000 光年。
由于距离足够近,这三个星系可能在三向轨道舞蹈中受到引力束缚,并且可能是年轻星系生长的同类相食方式的早期阶段。例如,银河系的增长是由。
“长期以来,人们一直预测早期宇宙中的星系是通过与其他较小星系的连续相互作用和合并而形成的,”天体物理学家浅田义久说道日本京都大学学士。 “我们可能正在见证这一过程的实施。”
这个微小的星系为我们提供了有史以来最详细的关于婴儿星系如何生长的观察之一,并且代表了更好地了解我们自己的星系的难得机会。但这样的机会已经变得越来越少。
“这只是 JWST 将发现的许多此类星系中的第一个,”天文学家马鲁萨·布拉达奇说斯洛文尼亚卢布尔雅那大学的教授。
“就像显微镜让我们看到植物的花粉粒一样,韦伯令人难以置信的分辨率和引力透镜的放大能力让我们看到星系内部的小碎片。我们的团队现在正在分析所有早期星系,结果都指向了相同的方向:我们还没有更多地了解这些早期星系是如何形成的。”
该研究发表于自然。