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“韦布”捕获6个遥远星系
本文转自：中国科学报
图片来源：NASA
美国宇航局的詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）带来了新的宇宙大片。
近日，研究人员公布了JWST高级系外深空巡天（JADES）计划的部分观测结果，确定了一些有史以来人们观测到的最早星系。它们诞生在宇宙大爆炸后的6.5亿年内。这些让天文学家赞叹不已的发现表明，恒星和星系的形成与演化比任何人想象的都早得多。
在JADES计划中，JWST观测了天炉座所在的星空。事实上，早在2004年，哈勃空间望远镜就对这片区域进行了为期11天的观测，发现了数千个星系。但与哈勃不同的是，JWST主要在红外波长工作，这使得它非常适合观测极远的星系，因为当宇宙膨胀时，这些星系的光会被拉伸，使其看起来更红。
天文学家通过红移来测量这些星系与地球的距离，红移越高，离得就越远。目前JADES计划已经确认了717个红移可能大于8的星系。天文学家借此可以了解宇宙早期的情况。
其中，JWST于2022年底发现的名为JADES-GS-z13-0的星系红移为13.2，这意味着它看起来就像宇宙大爆炸后3.2亿年的样子，是目前已知宇宙中最遥远天体纪录的保持者。尽管只有几百光年宽，但JADES-GS-z13-0正在以媲美银河系的速度产生新恒星，表明早期星系是恒星形成的温床。
而一个比JADES-GS-z13-0晚产生约3亿年的巨大球状星系则提示科学家，宇宙从诞生之初就是动态的。
JWST还发现了一个形状像狗骨头的星系，目前推测其红移为11.3，看起来像是宇宙大爆炸4亿年后的样子。这个“发光狗骨头”似乎是两个正在聚集并结合的较小星系。这意味着，到宇宙大爆炸后4亿年，恒星已经出现并组成了星系，其中两个星系甚至已经聚集在一起。科学家没有想到宇宙中早期就有这么多星系活动了。
此外，JWST还观测了由哈勃首次发现的名为GN-z11的星系。从JWST的视角看，它像是一个极其紧凑明亮的球体，且在星系边缘有异常的原始氦气，表明这个星系包含了宇宙中最早形成的一批恒星。如果这一推测为真，科学家将实现探测宇宙最早恒星的梦想。
在新公布的发现中，还有一个星系的外围恒星竟然比中心的恒星还要多。它诞生于宇宙大爆炸后7亿年，并先在紧凑的中心形成了和现在大星系一样多的恒星，然后转而在外围制造恒星，而这正是现在科学家所观测到的。“这是我们第一次能够在宇宙如此早期的阶段量化由内向外的增长。这令人惊讶，因为理论预测恰好与此相反。”英国剑桥大学天体物理学家Sandro Taccella说。
最后值得一提的发现是获得“宇宙玫瑰”称号的花朵状红色星系。但组成玫瑰星系的天体间可能没有物理联系，因为它们距离不同，红移范围在2.5到3.9之间。但这些数值表明它们处于“宇宙正午”的中心。所谓“宇宙正午”是宇宙大爆炸后约30亿年的一个时期，恒星的形成处于峰值。那个阶段的星系形成恒星的速度飞快，产生了当今宇宙中已知的大多数恒星。
研究人员6月28日在预印本服务器arXiv上公布了这些发现。
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快照生成时间：2023-07-04 08:45:08
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