天文學(xué)家現(xiàn)在知道地球離200個星系有多遠(yuǎn)
作者:時尚 來源:百科 瀏覽: 【大 中 小】 發(fā)布時間:2025-12-10 07:31:58 評論數(shù):

天文學(xué)家現(xiàn)在知道地球離200個星系有多遠(yuǎn)。天文鳴謝:uux.cn/美國航天局、學(xué)家現(xiàn)知系歐空局、道地多遠(yuǎn)加空局、球離STSCI
(神秘的個星地球uux.cn)據(jù)蒙特利爾大學(xué):2022年7月11日,詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)拍攝的天文第一張照片向公眾發(fā)布。它被稱為韋伯的學(xué)家現(xiàn)知系第一個深場,以一個名為SMACS 0723的道地多遠(yuǎn)星系團(tuán)為中心,包含不少于7000個星系。球離
這張圖像被證明是個星研究星系演化的重要目標(biāo),因為它包含了大量非常遙遠(yuǎn)的天文星系,這些星系揭示了星系在早期宇宙中是學(xué)家現(xiàn)知系如何形成和演化的。
然而,道地多遠(yuǎn)直到現(xiàn)在,球離在這一領(lǐng)域還缺乏對星系的個星精確和全面的距離測量。
由哈利法克斯圣瑪麗大學(xué)博士后研究員gal noi rot博士領(lǐng)導(dǎo)的加拿大和國際天文學(xué)家團(tuán)隊,現(xiàn)在已經(jīng)仔細(xì)檢查和分析了韋伯的第一個深場。他們的研究發(fā)表在皇家天文學(xué)會的月刊上。
作為加拿大NIRISS無偏群集調(diào)查(CANUCS)的成員,科學(xué)家們使用JWST上的加拿大NIRISS(近紅外成像儀和無縫攝譜儀)儀器來收集圖像中星系目標(biāo)的光譜。這些光譜是一種科學(xué)數(shù)據(jù),通過分解物體的光來揭示物體的年齡或距離等附加信息。
繪制“紅移”圖表
利用JWST制造的NIRISS儀器,研究小組測量了近200個星系的“紅移”(非常遙遠(yuǎn)的星系的光譜向更長波長的移動),這些星系與地球的距離以前是未知的。“NIRISS非常適合做這項工作,因為它可以同時測量數(shù)百個星系的紅移,”該研究的主要作者諾伊羅特說。
“紅移”是一種精確測量星系距離的方法,基于光譜中獨特的化學(xué)特征。由于宇宙正在膨脹,從遙遠(yuǎn)的物體如星系發(fā)出的光正在被拉伸,它們的光譜特征在比最初發(fā)射的波長更長(即更紅)的波長上被看到。紅移是一個物體被觀察到的顏色和發(fā)出的顏色之間的差異,揭示了它與地球的距離。

這張圖片展示了宇宙學(xué)紅移的原理。如圖所示,來自遙遠(yuǎn)星系的光在穿越我們不斷膨脹的宇宙時被拉長成更長的波長。當(dāng)用像JWST這樣的望遠(yuǎn)鏡觀察時,這使得那些星系的光看起來比最初發(fā)射的更紅,因為更長的波長對應(yīng)更紅的顏色。信貸:uux.cn/加空局/STScI:https://www.asc-csa.gc.ca/eng/multimedia/search/image/15614
“我們對SMACS 0723的工作,是韋伯的第一張深空和JWST發(fā)布的第一張科學(xué)圖像,已經(jīng)產(chǎn)生了同類中最大的JWST光譜目錄,具有可靠的紅移測量,”合著者,圣瑪麗大學(xué)教授兼加拿大研究主席Marcin Sawicki說。“我們最近發(fā)表的研究將成為天文學(xué)界的寶貴資源,并開辟新的研究途徑,”諾伊羅特補充道。
從這個紅移目錄中,研究人員發(fā)現(xiàn)了SMACS 0723星團(tuán)中的許多新星系,它們的光花了40多億年才到達(dá)我們這里。星系團(tuán)是由引力聚集在一起的巨大星系群,可以包含多達(dá)數(shù)千個星系。
這項新研究讓人們更好地了解星系如何在宇宙中一些最極端的環(huán)境中演化,并讓人們一窺暗物質(zhì)的分布和結(jié)構(gòu)的演化。
“作為加拿大主導(dǎo)項目的成員,我們更興奮的是,與之前對SMACS 0723的研究相比,這一重大改進(jìn)是由JWST號上加拿大制造的儀器NIRISS的光譜能力實現(xiàn)的,”美國國家研究委員會的克里斯·威洛特說,他是CANUCS團(tuán)隊的領(lǐng)導(dǎo)者。
充分利用它的潛力
“這項加拿大制造的技術(shù)讓我們能夠最大限度地利用JWST,”蒙特利爾大學(xué)教授René Doyon補充說,他是Trottier系外行星研究所的主任,也是NIRISS儀器的首席研究員。NIRISS由霍尼韋爾航空航天公司在安大略省渥太華和劍橋的工廠設(shè)計、制造和測試。UdeM也貢獻(xiàn)了關(guān)鍵的光學(xué)元件。
在他們龐大的星系紅移集合中,研究人員發(fā)現(xiàn)了三個比SMACS 0723距離更遠(yuǎn)的其他星系超密度,這是之前在該領(lǐng)域中沒有見過的。這些超密度星系可能是新發(fā)現(xiàn)的星系團(tuán),位于80億到100億光年之外。
在不同的宇宙時間捕捉這些星系的密度就像是觀看這些星系團(tuán)成長的延時電影,從它們在年輕宇宙中的嬰兒期到今天。
科學(xué)家們說,這些星團(tuán)代表了未來研究的理想目標(biāo),以更好地了解星系和它們所居住的星團(tuán)如何從宇宙早期的狀態(tài)演變成今天的樣子,包括我們的銀河系。

這張圖片展示了韋伯第一張深空星系圖,這是JWST第一張公開的科學(xué)圖片。在這幅圖像中,SMACS 0723星系團(tuán)中的星系主要是白色的。看起來更紅和/或更長的星系是位于SMACS 0723后面的遙遠(yuǎn)星系。其中,用藍(lán)色突出顯示的是新紅移目錄中新發(fā)現(xiàn)的星系密度過大的一部分。“火花”是一個由于引力透鏡效應(yīng)而被成像三次的星系,它的光被放大和扭曲了。由于這種效應(yīng),加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員去年發(fā)現(xiàn),這個星系擁有許多明亮的“火花”,這些火花可能是有史以來觀察到的最古老的星團(tuán)。紅色突出顯示的星系是新發(fā)現(xiàn)的包含閃光的星系團(tuán)的潛在成員。研究人員將利用他們在這一領(lǐng)域獲得的新JWST觀測結(jié)果,對Sparkler及其星系家族進(jìn)行后續(xù)研究。鳴謝:uux.cn/美國航天局、歐空局、加空局、STScI。郵票:香農(nóng)·麥克法蘭(SMU)
令人驚嘆的“火花”
CANUCS小組已經(jīng)在其中一個星團(tuán)中有了驚人的發(fā)現(xiàn):壯麗的火花星系。發(fā)現(xiàn)于2022年9月,這是一個高度放大的星系,大約90億光年遠(yuǎn),充滿了似乎是大爆炸后形成的最古老的星團(tuán)。
該團(tuán)隊新的NIRISS紅移目錄現(xiàn)在揭示的是,Sparkler不是一個孤立的星系,而是位于一個新發(fā)現(xiàn)的星系超密度中。
早期研究的合著者Sawicki說:“火花不是單獨存在的,而是星系家族中的一員,這一事實對大爆炸后第一個星團(tuán)如何形成具有重要意義。”
CANUCS的天文學(xué)家將能夠在Webb第二年的科學(xué)操作中改進(jìn)他們的星系紅移目錄,現(xiàn)在正在進(jìn)行中,因為他們已經(jīng)獲得了時間,用NIRISS儀器重新觀察Webb的第一個深場,甚至更詳細(xì)。
“天文學(xué)界顯然認(rèn)識到了我們第一個NIRISS紅移目錄的價值,并希望我們做另一個更好的版本,”該觀測項目的首席研究員諾伊羅特說。
幾個獨立的科學(xué)家團(tuán)隊已經(jīng)使用該目錄和新研究的結(jié)果來繼續(xù)他們在韋伯的第一個深層領(lǐng)域的工作,來自CANUCS進(jìn)展的其他研究預(yù)計將進(jìn)入星系的形成,暗物質(zhì)的分布和宇宙的演化。
