JWST 探測到迄今為止最遙遠的星系，大爆炸后 2.8 億年

JWST 又一次做到了。強大的太空望遠鏡已經(jīng)揭示了明亮星系的存在，距離Big Bang.

現(xiàn)在，它被感應(yīng)到來自大爆炸后僅 2.8 億年的星系的光，這是迄今為止檢測到的最遙遠的星系。

在 JWST 之前，我們沒有具有足夠大鏡子的紅外望遠鏡來探測來自早期星系的光。

哈勃望遠鏡可以看到近紅外光，但只有一個 2.4 米的鏡子。它在宇宙的 5 億年中只找到了一個星系。斯皮策太空望遠鏡是一臺專用的紅外望遠鏡，但它只有一個 85 厘米的鏡子。

JWST 不僅有一個更大的鏡子，而且探測器技術(shù)已經(jīng)取得了如此大的進步，以至于遮蔽早期宇宙的面紗一次被掀開一個古老的星系。

JWST 的主要科學主題之一是星系的組裝。我們需要看到宇宙中最早的星系，才能了解它們是如何形成和演化的。在開始觀測的幾周內(nèi)，望遠鏡發(fā)現(xiàn)了大量紅移大于 > 的明亮星系

“這個出乎意料的種群使社區(qū)興奮不已，并提出了關(guān)于前 ≈500 邁爾斯星系形成的基本問題，”一篇新論文的作者寫道。

JWST 一直在推遲我們的觀測視界，而這次最新的探測表明它可能還沒有達到極限。

這個新發(fā)現(xiàn)的星系被命名為 MoM-z14，它來自 Mirage 或 Miracle 巡天。這種光譜巡天旨在確認高紅移候選星系，z14 指的是星系的紅移。這一發(fā)現(xiàn)令人驚訝，因為天文學家預(yù)計在如此高的紅移下會發(fā)現(xiàn)很少的星系。

這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在一篇題為”宇宙奇跡：一個非常明亮的星系z_規(guī)范= 14.44 與 JWST 確認。“ 該研究的主要作者是麻省理工學院卡弗里天體物理學和空間研究所的羅漢·奈杜（Rohan Naidu）。論文已提交給打開 Journal of Astrophysics可在 arXiv.org 購買。

作者寫道：“JWST 在令人驚訝的早期時代 z > 10 揭示了驚人的明亮星系群，預(yù)計很少有這樣的來源。在紅移 z = 14.4 時，這個星系“將觀測邊界擴展到大爆炸后僅 2.8 億年”。

他們指出，JWST 發(fā)現(xiàn)的 z = 14 和 15 之間的明亮星系比發(fā)射前的共識要多得多。

這項研究不僅僅是另一個好奇心。光譜檢查揭示了與 JWST 的星系組裝主題相關(guān)的有趣結(jié)果。

觀測表明，星系的大部分光線來自恒星，而不是活躍的星系核 （AGN）。AGN 是由超大質(zhì)量提供動力的星系的明亮核心黑洞增加物質(zhì)。因此，MoM-z14 可能擁有一些發(fā)光的超大質(zhì)量恒星，這是該理論對早期宇宙的預(yù)測。

該星系的氮碳比高于在太陽中觀察到的氮碳比。它的化學成分類似于附著在銀河系上的古老球狀星團。這意味著星系中的恒星和球狀星團中的恒星是在相似的環(huán)境中形成的，與以前的恒星具有相似的核合成和金屬豐度污染。

作者寫道：“由于這種豐度模式在銀河系中誕生的最古老的恒星中也很常見，我們可能會直接目睹這些恒星在密集的星團中形成，將整個宇宙時間的星系演化聯(lián)系起來。

這些古老的明亮星系似乎有兩種形態(tài)：點源和擴展。它們的形態(tài)和化學性質(zhì)之間的關(guān)系是星系演化中的另一個潛在環(huán)節(jié)。

“此外，正如 Harikane 等人 （2024b） 所注意到的那樣，這些形態(tài)差異反映在化學豐度模式中，表明形態(tài)和進化途徑之間存在更深層次的聯(lián)系，”作者寫道。

隨著 JWST 發(fā)現(xiàn)了更多古老的明亮星系，一類強氮發(fā)射器的天體變得明顯，包括發(fā)光的小紅點.MoM-z14 可能是 JWST 發(fā)現(xiàn)的氮增強程度最高的天體之一。

作者解釋說：“它為 z > 10 的大小-化學雙峰性提供了進一步的證據(jù)，其中擴展源往往是弱氮源，而緊湊型源是強 N 發(fā)射器。

空間科學界等待了 JWST 及其觀測早期宇宙的能力。雖然它的一些發(fā)現(xiàn)令人驚訝，但這項研究展示了天文學家如何發(fā)現(xiàn)早期宇宙和現(xiàn)代宇宙中揭示的驚喜之間的聯(lián)系。

作者在結(jié)論中寫道：“我們通過銀河系考古學來解釋 MoM-z14 和 N-發(fā)射器，將它們的豐度模式與銀河系中誕生的最古老的 z ? 4 恒星以及球狀星團聯(lián)系起來。

“N 增強、亮度、硬電離光譜、恒星密度、形態(tài)、紅移依賴性以及黑洞這些來源中的一小部分可能與球狀星團狀環(huán)境有關(guān)，其中失控的碰撞可能會產(chǎn)生非凡的天體，例如超大質(zhì)量恒星。

如果它在反復(fù)的取消威脅中幸存下來，則羅馬太空望遠鏡應(yīng)該會揭示數(shù)百個這種類型的星系。更大的數(shù)據(jù)集總是可取的，這將有助于鞏固其中一些發(fā)現(xiàn)，或者可能會引入新的謎團。無論哪種方式，都會是進步。但就目前而言，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 （James Webb Space Telescope） 的這一發(fā)現(xiàn)值得關(guān)注。

“JWST 本身似乎準備推動宇宙前沿的一系列巨大擴張，以前無法想象的紅移，接近第一顆恒星的時代，似乎不再遙遠，”研究人員總結(jié)道。

本文最初由今日宇宙.閱讀原創(chuàng)文章.

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