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詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了迄今為止最遙遠(yuǎn)的兩個(gè)星系
發(fā)布時(shí)間：2025-12-10 03:49:48 來源：桑間濮上網(wǎng) 作者：綜合
JWST對潘多拉星團(tuán)的看法。這就是斯韋為新的星系發(fā)現(xiàn)充當(dāng)引力透鏡的星團(tuán)。(圖片鳴謝:uux.cn/美國國家航空航天局、伯太歐空局、空望加空局、遠(yuǎn)鏡遠(yuǎn)I. Labbe(史文朋理工大學(xué))、發(fā)現(xiàn)R. Bezanson(匹茲堡大學(xué))、迄今A. Pagan (STScI))
（神秘的為止地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（基思·庫珀）：詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)的鷹眼發(fā)現(xiàn)了有史以來第二和第四遙遠(yuǎn)的星系，支持了大爆炸理論描述的星系星系形成的基本圖片。
這一發(fā)現(xiàn)之所以成為可能，詹姆最遙要感謝一個(gè)巨大的斯韋引力透鏡的巨大幫助，它的伯太形式是被稱為Abell 2744的星系團(tuán)，綽號(hào)為潘多拉星系團(tuán)，空望距離我們大約35億光年。遠(yuǎn)鏡遠(yuǎn)星系團(tuán)的發(fā)現(xiàn)巨大引力扭曲了時(shí)空結(jié)構(gòu)，足以放大更遙遠(yuǎn)星系的光線。
利用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡搜索被這個(gè)宇宙透鏡放大的早期星系，賓夕法尼亞州立大學(xué)埃伯利科學(xué)學(xué)院的王冰潔和JWST揭開(再電離時(shí)代之前的超深NIRSpec和NIRCam觀測)團(tuán)隊(duì)的成員發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)有史以來最高紅移的星系。
宇宙學(xué)紅移是光波長的拉伸，由宇宙的持續(xù)膨脹引起。一個(gè)星系越遙遠(yuǎn)，當(dāng)星系的光穿越空間到達(dá)我們這里時(shí)，宇宙膨脹得越多，因此，光的波長被拉伸得越多。隨著波長以這種方式被拉長，它們從更窄、更藍(lán)的波長變成更紅的波長，最終落入電磁波譜中不可見的紅外區(qū)域。宇宙大爆炸后3億至4億年間存在的星系的光線被拉伸到人類無法看到的紅外波長，但確實(shí)可以被JWST的近紅外相機(jī)(NIRCam)和近紅外光譜儀(NIRSPec)檢測到。
王和她的團(tuán)隊(duì)能夠識(shí)別兩個(gè)高紅移星系的透鏡圖像。其中一個(gè)被命名為UNCOVER-z13(“z”是“紅移”的簡寫)，紅移為13.079，確認(rèn)它是已知第二遙遠(yuǎn)的星系。(最遙遠(yuǎn)的確認(rèn)星系是JADES-GS-z13-0，它也是由JWST在2022年發(fā)現(xiàn)的，紅移為13.2。)我們看到UNCOVER-z13，因?yàn)樗诖蟊ê髢H存在了3.3億年。
最近發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)星系UNCOVER-z12的紅移為12.393，在有史以來最遙遠(yuǎn)的星系中排名第四。我們看到的這個(gè)領(lǐng)域是宇宙大爆炸后的3.5億年。
潘多拉星團(tuán)Abell 2744的圖像，由JWST發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)高紅移星系作為插圖。(圖片鳴謝:uux.cn/群像:美國國家航空航天局/UNCOVER(貝贊森等人)；插圖:/揭開(王等)；作曲:Dani Zemba/賓夕法尼亞州立大學(xué)。)
這兩個(gè)未被發(fā)現(xiàn)的星系的不同之處在于它們的外觀。在類似的高紅移下看到的其他星系似乎是點(diǎn)狀的，表明它們非常小——只有幾百光年寬。另一方面，未被發(fā)現(xiàn)的星系是有結(jié)構(gòu)的。
王在一份聲明中說:“以前在這些距離發(fā)現(xiàn)的星系…在我們的圖像中顯示為一個(gè)點(diǎn)。”。“但我們的一個(gè)看起來細(xì)長，幾乎像一顆花生，另一個(gè)看起來像一個(gè)毛茸茸的球。”
這些星系也更大，UNCOVER-z12的邊緣盤寬約2000光年，比這個(gè)時(shí)代看到的其他星系大6倍。
“目前還不清楚大小的差異是否是由于恒星如何形成或它們形成后發(fā)生了什么，但星系屬性的多樣性真的很有趣，”王說。“這些早期星系預(yù)計(jì)由類似的材料形成，但它們已經(jīng)顯示出彼此非常不同的跡象。”
盡管星系性質(zhì)的二分法，即使在宇宙的早期階段，也令人大開眼界，但這兩個(gè)新發(fā)現(xiàn)的領(lǐng)域都有強(qiáng)烈支持大爆炸模型的一般特征。這個(gè)模型描述了在我們的宇宙創(chuàng)造之后，星系如何在通過與其他星系和氣體云的合并而快速增長之前，以小生命開始。
這種增長反過來刺激了更多的恒星形成，最終增加了年輕星系中元素的豐度和種類，給它們帶來了比氫和氦更重的物質(zhì)。賓夕法尼亞州立大學(xué)天文學(xué)和天體物理學(xué)助理教授喬爾·萊賈(Joel Leja)是王團(tuán)隊(duì)的合作研究員，他在聲明中說，UNCOVER發(fā)現(xiàn)的星系年輕，體積小，重元素豐度低，正在積極形成恒星，所有這些都支持“大爆炸理論的整個(gè)范式”。
有趣的是，JWST有能力看到比uncovered-z13和-z12更高的紅移星系，這意味著它們會(huì)更年輕——但它沒有檢測到任何被潘多拉星團(tuán)透鏡化的星系。“這可能意味著星系在那之前沒有形成，我們不會(huì)在更遠(yuǎn)的地方發(fā)現(xiàn)任何東西，”Leja說。“或者這可能意味著我們沒有足夠幸運(yùn)地?fù)碛形覀兊男〈翱凇！?br>天文學(xué)家將繼續(xù)尋找，使用大量的透鏡星團(tuán)來打開深入宇宙的新窗口，以尋找一些首批星系。
這一發(fā)現(xiàn)于周一(11月13日)發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上。
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