仅在过去两年中,这一记录就被多次打破,我们预计很快就会再次被打破。
天文学家使用新投入运行的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)宣布发现了迄今为止最遥远的星系。
如果这听起来很熟悉,那么今年已经发生过两次了。四月份,天文学家宣布他们在一瞬间观测到了一个星系大爆炸后 3.3 亿年。上个月,在 JWST 的其他数据中,在某个点发现了另一个大爆炸后 3 亿年。
然而,新的纪录保持者令人兴奋。它是在早期宇宙的黑暗中发现的,代表了宇宙诞生后仅 2.35 亿年的时间。……在宇宙年龄 138 亿年的背景下,这实际上是宇宙的一眨眼。
名为 CEERS-93316 的候选星系的发现,标志着一些奇妙事物的开始:韦伯准备将早期宇宙敞开,让我们以前所未有的视角了解一切开始时的黑暗和神秘。
爱丁堡大学天体物理学家 Callum Donnan 领导的论文已提交给英国皇家天文学会每月通知,正在等待同行评审,并且是预印本服务器 arXiv 上可用。
大爆炸后的第一个十亿年引起了宇宙学家的浓厚兴趣。在此期间,在宇宙眨眼出现后充满了炽热的量子汤,以某种方式开始形成一切:物质和和、恒星、星系和尘埃。
因为光的传播需要时间,任何从遥远的太空到达我们的光都代表着深埋在过去的事件;因此,实际上,光是宇宙遥远区域的时间机器。但早期的宇宙——真的很早期——更具挑战性:它距离我们如此遥远,到达我们的任何光线都非常非常微弱。
更重要的是,宇宙的膨胀甚至将最高能的波拉伸成接近光谱红外部分的暗淡光线,使得更可见的物体难以读取。
这使得详细重建当时的情况变得非常困难。更令人羞耻的是,现在是如此关键的时刻。
第一批恒星诞生之前的时代被称为宇宙黎明。从大爆炸后近 2.5 亿年开始,整个宇宙充满了不透明的氢原子云。
直到来自第一批恒星和星系的紫外线使带中性的氢重新电离,整个电磁波谱才得以传播。
感谢这个再电离时代,大约十亿年后,大爆炸之光可以再次畅通无阻地闪耀。
自然地,我们想更多地了解宇宙在这个雾蒙蒙的时期的年轻时期;那些第一批恒星是如何在黎明的云层中形成的,星系是如何聚集在一起的,如何超大质量黑洞的形成速度如此之快在存在的最初几亿年里。回望那个遥远的、迷蒙的时光是韦伯设计的主要任务之一。
韦伯望远镜可以捕捉近红外和红外光,其分辨率是有史以来发送到太空的望远镜中最高分辨率的。它的设计目的是擅长探测那些高度红移的星系,以便宇宙学家最终可以详细了解正在发生的事情,如果不是在宇宙黎明,那么至少在再电离期间。
根据唐南和他的同事的说法,CEERS-93316 必须至少非常接近大爆炸后最早的星系之一。研究小组排除了对暗红色光芒的其他潜在解释,他们的分析表明,候选星系中的恒星形成必须在大爆炸后 120 至 2.2 亿年之间的某个时间开始。
然而,为了确认该物体的身份,需要进行后续的光谱观察。这有望证实;从那时起,该物体可能成为进一步、更详细研究的主题,并帮助构建早期宇宙物体的普查。
如果 CEERS-93316 是一个星系,它可能不会长期佩戴有史以来最遥远的星系腰带。即使 CEERS-93316 并不是一个那么遥远的星系,我们也很有可能很快就会等待韦伯发现一个如此遥远的物体。
给我们带来那些暗淡、红色、遥远的宝藏,韦伯。我们等不及了。
该研究已提交给英国皇家天文学会每月通知,并且是可以在 arXiv 上找到。