詹姆斯·韦伯太空望远镜新深场观测显示星系如何改变宇宙

在最初的十亿年左右，宇宙是不透明的。星光被星系间空间中存在的中性氢吸收。但质量最大的恒星发出的光将电子从氢原子中剥离出来，使宇宙变得透明。这被称为再电离时代。透明的热气泡在星系周围形成，然后膨胀到与邻近星系合并的程度。这个过程已经被约翰·韦斯特。

这项工作是再电离时代的发射线星系和星系间气体（EIGER）计划并提供了令人惊叹的宇宙深场图像，其中有大约 20,000 个星系。其中有些星系的光来自宇宙诞生仅 9 亿年时，即再电离时期的中期。多亏了詹姆斯·韦伯太空望远镜，天文学家们发现了许多这样的星系。

“我们原本预计会识别出几十个存在于再电离时代的星系，但却轻而易举地找出了 117 个，”该团队第一篇论文的主要作者、日本名古屋大学的 Daichi Kashino 在一篇论文中说道。陈述。

借助詹姆斯·韦伯太空望远镜，研究团队看到了星系周围的透明区域，并测量了这些结构当时的大小，证明这些星系正在改变早期宇宙。观测的关键是图像中心的类星体。

类星体或准恒星物体，看起来有点像恒星。当谈到前景恒星时，您会注意到六辐特征，这是望远镜光学器件的产物。但与照片中其他蓝白色物体（真实恒星）不同，这个物体是粉红色的，位于图像的中心，距离我们非常远。

类星体是星系的活跃核心，其中心的超大质量黑洞正以惊人的速度吞噬物质。这个类星体非常明亮，可以用作手电筒来测量我们与所有遥远星系之间的气体。这使得研究小组能够研究星系对周围氢的影响。

“通过照亮我们视线范围内的气体，类星体为我们提供了有关气体成分和状态的大量信息，”该团队第三篇论文的主要作者、马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院的安娜-克里斯蒂娜·艾勒斯解释说。

这项研究直接证明了星系及其恒星在宇宙再电离中的作用。但这还不是全部。观测结果显示这些遥远星系的细节空前。它们往往更团块、更细长，并且有大量新恒星正在形成。

“它们比附近的宇宙更混乱，”苏黎世联邦理工学院的 Jorryt Matthee 补充道，他是该团队第二篇论文的主要作者。奇异星系现在已成为宇宙中的标准特征。詹姆斯·韦伯太空望远镜深空场。

EIGER 团队还有五个其他领域需要研究，每个领域都围绕着一个中心类星体。因此，我们期待看到更多令人难以置信的图像、对再电离时代的更多洞察、关于年轻星系的更多细节，并希望能够解释类星体的成长。这张图片中的 J0100+2802 由一个质量为太阳 100 亿倍的超大质量黑洞驱动。它是早期宇宙中已知的最大质量黑洞，其成长仍是一个悬而未决的问题。

“我们仍然无法解释类星体如何能够在宇宙历史的早期发展到如此之大，”艾勒斯继续说道。“这是另一个需要解决的难题！”

这第一的，第二和第三论文均发表在最新一期的天体物理学杂志。