我们能看到的东西是有限的跨越将我们与早期宇宙分开的时空鸿沟。跨越数十亿光年的光从如此遥远的来源发出,即使是看到像黑暗中发光的星系这样明亮的物体也是一项挑战。
如今,人类的努力已经利用 JWST 突破了这些限制,分辨出星系边缘的 40 多颗恒星,这些恒星的光线花了近 65 亿年穿越时空到达我们这里。
“这一突破性的发现首次表明,研究遥远星系中大量的单个恒星是可能的,”天体物理学家孙凤舞说来自亚利桑那大学。
“虽然之前用哈勃太空望远镜进行的研究发现了大约七颗恒星,但我们现在有能力解析以前超出我们能力范围的恒星。重要的是,观察更多的单个恒星也将帮助我们更好地了解在这些星系和恒星的透镜平面中,我们无法仅凭之前观察到的少数单个恒星来做到这一点。”
尽管来自遥远星系的恒星通常太小而无法单独看到,但由于时空的怪异,我们确实偶尔会看到异常值。。
在具有强引力场的足够大的质量周围,时空本身会弯曲和扭曲——就像保龄球下的蹦床垫扭曲一样。任何穿过这个扭曲时空的光都会被扭曲、复制和放大,这种效应被称为引力透镜效应。
天空中有一抹光,类似中国的龙,它的头和尾是同一个遥远的螺旋星系的不同图像。
这种错觉是由 Abell 370 巨大星系团周围空间的引力扭曲造成的,该星系团距离我们仅 40 亿光年。尽管更遥远的光线对我们来说有点混乱,但天文学家能够对引力透镜过程进行逆向工程,以看到背景星系,就像它们在没有拖尾的情况下看起来一样——还有放大倍数的额外好处。
但这还不是全部。在阿贝尔 370 星团的星系之间的空间中,许多孤立的恒星独自漂流。每颗恒星都能够添加自己的额外透镜效应,这种现象称为微透镜。
引力透镜以前曾被用来解决。日本千叶大学天文学家 Yoshinobu Fudamoto 领导的团队利用星团内流氓恒星的微透镜技术,在龙弧的模糊光线中解析出了前所未有的 44 颗独立恒星。
“当我们发现这些单独的恒星时,我们实际上是在寻找一个被这个巨大星团中的星系透镜放大的背景星系,”太阳说。
“但是当我们处理数据时,我们意识到似乎有很多单独的星点。这是一个令人兴奋的发现,因为这是我们第一次能够在这么远的地方看到这么多单独的恒星。”
有了这些信息,研究小组发现龙弧中的许多恒星都是红超巨星——在其寿命末期的巨大红色恒星,由于燃料不足而膨胀起来。这些恒星比那些通常在广阔的星系距离上解析的恒星更冷、更红,这些恒星往往更大、更亮、更热。
这些信息告诉我们更多关于远离我们星系的演化的信息。由于红超巨星温度较低,因此它们往往比热恒星更难观测到。 JWST 能够看到红光,这使其在寻找其他仪器范围之外的物体方面具有优势。
进一步的 JWST 观测预计将揭示更多隐藏在数十亿光年外的龙弧模糊光线中的恒星。
该研究发表于自然天文学。