詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發現兩個極其古老的星系 _太空

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發現兩個極其古老的星系
據cnBeta：使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的研究人員發現了兩個極其古老的星系，它們來自大爆炸后僅僅3億至4億年。這些星系比預期的要亮得多，使天文學家對他們所了解的宇宙年輕時星系的形成過程提出質疑。JWST的一個項目（GLASS-JWST）的主要調查員Tommaso Treu在一次新聞發布會上說："不知何故，宇宙設法比我們想象的更快更早地形成星系。"
被確認的最遙遠的星系被稱為GLASS-z12，被認為是大爆炸后3.5億年的產物。這些星系是在JWST的兩個計劃中發現的，即GLASS-JWST早期發布科學計劃（來自太空的光柵放大測量）和宇宙進化早期發布科學調查（CEERS）。來自這些調查的數據確定了具有高紅移的星系，這意味著由于宇宙的膨脹，來自它們的光被轉移到光譜的紅端。紅移越大，光線在到達我們面前時已經走得越遠，因此星系越老。紅移越大，光線在到達我們之前已經走得越遠。
為了識別最古老的星系，研究人員首先觀察JWST拍攝的圖像，并根據其顏色選擇感興趣的星系。他們尋找那些沒有出現在可見光波段但卻出現在JWST紅外范圍內的星系。這意味著一個星系被紅移了很多，以至于它的光已經移出了可見光范圍，使它有可能成為一個非常早期的星系。
挑戰在于，還有其他原因導致一個星系可能不會出現在可見光圖像中。例如，光學光線可能被灰塵阻擋，或者一個星系可能只是異常的紅色。為了確認一個特定的星系真的非常古老，我們需要更多光譜學形式的數據。
CEERS的共同研究者Jeyhan Kartaltepe說："獲得光源的光譜，當我們看到來自不同元素的發射線時，它真的告訴我們我們在看什么。因此，這是我們需要遵循的金標準。"
最近宣布的兩個星系還沒有得到光譜測量的確認，但是最遙遠的星系已經被ALMA（阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列）的數據初步確認。
隨著校準的完善，研究人員對JWST早期數據的準確性進行了一些檢討。一些非常早期的結果公布了紅移高達13的星系，但是這個數字現在已經隨著更精確的校準被細化為12.5 。這是因為最早的數據是基于在地面上進行的校準，而最近的數據反映了10月份望遠鏡在太空中時進行的校準。校準JWST的儀器是一個漫長的過程，隨著時間的推移，讀數將變得更加精確。
除了證實這些發現之外，收集這些目標的光譜學數據將使人們更深入地了解早期星系的內容。"這就像使用一個棱鏡，我們能夠看到不同原子元素的指紋，這些元素在星系的光譜中具有不同的顏色，"GLASS-JWST的共同研究者Alaina Henry解釋說。"因此，我們得到了關于星系內容、它們形成恒星的速度以及氣體運動的更詳細的信息。"
就目前而言，這些早期星系的極端亮度正在使天文學家們重新思考他們對最早的恒星的假設。雖然非常明亮的星系通常質量非常大，但可能這些早期明亮的星系并沒有那么大的質量--它們只是充滿了III類恒星。III類恒星仍然是假設性的，但這個想法是，它們是最早的恒星之一，其成分與我們今天看到的恒星不同。這開啟了一個關于恒星的性質以及它們如何形成的課題，以及在非常早期形成的恒星的類型。