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詹姆斯·韋伯太空望遠鏡追蹤一個星系的歷史可以追溯到宇宙大爆炸之后

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詹姆斯·韋伯太空望遠鏡追蹤一個星系的歷史可以追溯到宇宙大爆炸之后


（左）斯皮策太空望遠鏡看到的沃爾夫-倫德馬克-梅羅特（右）詹姆斯·韋伯太空望遠鏡看到的銀河系的改進視圖（圖片來源:美國國家航空航天局、歐空局、加拿大航天局、IPAC、克里斯汀·麥奎因/羅格斯大學）
據美國太空網（羅伯特·李）：“很久以前 ， 在一個不太遠的星系里……”
天文學家使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）繪制了一個低質量矮星系中恒星的歷史，該星系類似于早期宇宙中的星系 。這項研究有助于更好地理解自時間開始以來的過去130億年左右的時間里恒星形成率是如何變化的 。
由羅格斯大學新不倫瑞克分校天文學家克里斯汀·麥奎因領導的研究小組用JWST放大了沃爾夫-倫德馬克-梅羅特星系（WLM） ， 以獲得迄今為止宇宙中這個孤立領域最精確的照片 。
作為銀河系的鄰居，WLM位于我們銀河系本星系群的邊緣，距離我們大約300萬光年 。它正在積極形成恒星，并且還擁有被認為大約130億年前形成的古老恒星，僅在大爆炸發生后約8億年左右 。
因為像這樣的低質量星系被認為在早期宇宙中占據主導地位，所以它們是像麥奎因這樣旨在研究早期恒星形成率的研究人員的絕佳替代品 。
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“通過如此深入地觀察和清晰地觀察，我們已經能夠有效地回到過去，”麥奎因說 ?！澳慊旧鲜窃谶M行一種考古挖掘，尋找宇宙歷史早期形成的極低質量恒星 ?！?br>JWST的觀測能力最終使天文學家能夠前所未有地放大這些暗淡的星系 。
研究小星系有巨大的科學回報
像WLM這樣的低質量星系很暗，廣泛分布在天空中，構成了銀河系本星系群中的大部分星系 。然而，WLM在這個啞鈴形的本星系群中有著特殊的位置，因為它位于這個聚集地的邊緣，使其與外界隔絕，并防止了其他星系的引力影響破壞其恒星群 。
這一點，加上它是一個充滿氣體和塵埃的動態復雜系統的事實，使WLM成為天文學家的迷人目標 。
為了確定WLM的恒星形成歷史以及不同時期恒星誕生的速度 ， JWST放大了與WLM對應的包含數十萬顆恒星的天空區域 。研究小組隨后測量了這些恒星的顏色和亮度，以確定它們的年齡 。
“我們可以利用我們所知道的恒星演化以及這些顏色和亮度所表明的東西來基本確定銀河系恒星的年齡，”McQuinn說 。
她和她的同事轉向由羅格斯大學高級研究計算辦公室管理的Amarel高性能計算集群 ， 以獲得JWST的數據 。這使他們能夠計算不同年齡的恒星，從而繪制出宇宙歷史上恒星的出生率 。
“你最終會感覺到你看到的這個建筑有多古老，”McQuinn說 。
恒星誕生的消長
研究人員發現，根據數據，恒星的產生有起有落，其中WLM在宇宙大爆炸后20億至40億年的30億年間產生了最多的恒星 。
這種恒星形成在重新開始之前被停止；麥克奎因將這種停頓歸因于早期宇宙特有的條件 。
“那時的宇宙真的很熱 。她說:“我們認為宇宙的溫度最終加熱了這個星系中的氣體，并在一段時間內阻止了恒星的形成 ?！薄袄鋮s期持續了幾十億年，然后恒星再次形成 ?！?br>這項新研究有效地展示了天文學家對JWST的一系列用途 。該衛星于2021年圣誕節發射，并于2022年夏天開始發回數據 。
此外，McQuinn認為Amarel高性能計算集群在校準和處理JWST數據以獲得這些結果方面所做的主要計算工作展示了幾個可以惠及更廣泛科學界的處理程序 。
該團隊的研究發表在《天體物理學雜志》上 。