“宇宙奇迹!”詹姆斯·韦伯太空望远镜发现有史以来最早的星系

B站影视 韩国电影 2025-05-31 05:52 2

摘要:詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST) 在很多方面都表现出色,但它在两件事上比人类历史上的任何其他科学仪器都做得更好:发现早期星系和打破自己的记录!现在,耗资 100 亿美元的 NASA 太空望远镜再次做到了这两件事,探测到了一个在大爆炸后仅 2.8 亿年就存在的

詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST) 在很多方面都表现出色,但它在两件事上比人类历史上的任何其他科学仪器都做得更好:发现早期星系和打破自己的记录!

现在,耗资 100 亿美元的 NASA 太空望远镜再次做到了这两件事,探测到了一个在大爆炸后仅 2.8 亿年就存在的星系,这项研究背后的团队将这一壮举称为“宇宙奇迹”。

目前,作为有史以来最早、最遥远的星系,这个“所有早期星系之母”,JWST 的这一新发现被恰当地命名为“MoM z14”。

“首先,这是目前人类已知的最遥远的天体。这个标题经常变化,但我发现它总是让人停下来反思,“团队成员、耶鲁大学天文学和物理学教授 Pieter van Dokkum 告诉 Space.com。“MoM z14 在宇宙大约 2.8 亿年时就存在了——我们离大爆炸已经非常近了。

“简单地说,鲨鱼在地球上已经存在了更长的时间跨度!”

自 2022 年夏天开始向地球发送数据以来,JWST 在探测所谓的“高红移”星系方面表现出色。

Redshift 是指来自遥远的早期光源的光波长在穿过膨胀的空间时被拉伸并向电磁波谱的“红端”移动的现象。

天体越早,距离越远,红移就越大。

詹姆斯·韦伯太空望远镜看到的星系 JADES-GS-z14-0 是有史以来发现的最遥远、最早的星系,仅存在 3 亿年(图片来源:NASA、ESA、CSA、STScI、B. Robertson(加州大学圣克鲁斯分校)、B. Johnson (CfA)、S. Tacchella(剑桥)、P. Cargile (CfA)。在 MoM z14 被发现之前,拥有最早和遥远称号的星系是 JADES-GS-z14-0,它存在于大爆炸后仅 3 亿年,即大约 135 亿年前。

之前这个记录星系的红移为 z =14.32,而 MoM z14 的红移为 z = 14.44。不过,正如 van Dokkum 解释的那样,对 MoM z14 的观测有更广泛的背景,而不是它打破了已知最早星系的记录 2000 万年这一事实。“这里更广泛的故事是,JWST 预计不会在宇宙历史的早期发现任何星系,至少在任务的这个阶段不会,”van Dokkum 说。“非常粗略地说,在非常早期的宇宙中,相对明亮的星系比根据JWST之前的观测所预期的要多100多个。”

此外,除了探测到这个新的、最早的、最遥远的星系外,该团队还能够使用 JWST 确定它的一些特征。

MoM z14 中存在碳和氮表明,有比这个 135.2 亿年前的例子更早被发现的星系。

这是因为宇宙中最早的星系及其恒星充满了宇宙中最简单的元素,氢和氦。

后来的星系中充满了这些较重的元素,天文学家有点令人困惑地称之为“金属”,因为它们的恒星锻造了它们,然后在超新星爆炸中分散了它们。

“MoM z14 并不是宇宙中最早形成的天体之一,因为这些星系中的恒星仅由氢和氦组成——我们不会看到碳或氮,”van Dokkum 说。“这可能是'正常'星系第一波形成的一部分,即第一批含有氮和碳等元素的星系——但我们以前就这么想过!”

至于找到比 MoM z14 更早的星系,甚至可能探测到第一代星系,van Dokkum 相信 JWST 能够胜任这项任务。

他解释说:“JWST 继续将边界推到我们想象的之外,在这一点上,如果我们在 z =15 或 z =16 处发现星系,我不会感到惊讶!

目前,由麻省理工学院 Kavli 天体物理学和空间研究所的 Rohan Naidu 领导的 van Dokkum 和这个团队的其他成员可以庆祝我们对早期宇宙的理解开辟了新天地。

“在这样的计划中,整个团队总是希望出现'奇迹',也就是说,一些候选的极早期星系真的成功了,而不是'海市蜃楼',即颜色看起来像极早期天体的天体,”van Dokkum 总结道。“虽然我们希望出现一些非常早期的天体,但我认为我们中的任何人都没想到会打破红移记录!”

该团队研究的同行评审前版本发表在论文存储库网站 arXiv 上。

来源:当代生命哲学家一点号

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