韦伯太空望远镜发现致密星系

韦伯太空望远镜发现致密星系

詹姆斯·韦伯太空望远镜如何重塑我们对早期宇宙的理解的最新例子是，探测到一个在大爆炸后相对较短时间形成并显示出令人印象深刻的恒星形成速度的高度紧凑的星系。

科学家们表示，这个可追溯到133亿年前的星系的直径约为100光年——比银河系小约1,000倍——但其形成新恒星的速度与我们今天更大的恒星的速度非常相似星系。光年是光在一年中传播的距离，9.5万亿公里。

它存在于标志着宇宙起源的大爆炸事件发生后约5.1亿年。当时的宇宙还不到现在年龄的4%。

这一发现是韦伯于2021年发射并于去年开始收集数据的观测如何改变我们对早期宇宙性质的认识的另一个例子。轨道红外天文台的设计远比其哈勃太空望远镜的前身灵敏。

明尼苏达大学天体物理学博士生HayleyWilliams说：“我们目前对早期宇宙中星系形成的理解并不能预测我们会在宇宙生命的早期看到这么多星系，所以这真的很令人兴奋。”本周发表在《科学》杂志上的这项研究的主要作者。

威廉姆斯补充说：“随着我们观察到越来越多的这些遥远的星系，我们将能够更完整地了解宇宙中第一批星系是如何形成的。”“我们看到早期宇宙中存在的星系与今天存在的星系非常不同，我们通常对星系特性的假设可能不适用于早期宇宙。”

韦伯主要在红外波段观察宇宙，而哈勃则主要在可见光和紫外波段观察宇宙。与哈勃相比，韦伯拥有更大的聚光面积，可以观察更远的距离，也就是更远的时间。

“JWST（詹姆斯·韦伯太空望远镜）进入宇宙的第一个十亿年是惊人的，它给了天文学家很多思考和尝试了解星系形成的时间和数量，”明尼苏达大学天文学教授和研究合作伙伴——作者帕特里克·凯利说。

凯利说，在新描述的星系中观察到的可能是一个正在形成过程中的“球状星团”——数万至数百万颗恒星紧密结合的集合。

凯利说，相对而言，这个星系“绝对很小”。

“尽管如此，我们发现它每年大约形成两颗恒星，这与银河系形成恒星的速度相似，”凯利补充道。

研究人员检查了这个星系的化学成分，例如，发现氧丰度远低于当今星系中通常发现的氧丰度-这是有充分理由的。氧气和其他比氢和氦更重的元素在恒星内部的热核熔炉中形成，然后在恒星生命周期结束时爆炸时被吹入太空。

由于当时宇宙中存活和死亡的恒星数量较少，因此这种较重的元素更为稀缺。

观察这个星系得益于一种称为“引力透镜”的现象，这种现象发生在大量物质（如一组星系）产生引力场时，该引力场会扭曲和放大来自位于其后方但在同一条直线上的遥远星系的光。视线。

威廉姆斯说：“詹姆斯·韦伯太空望远镜的综合能力和引力透镜对星系的放大作用使我们能够详细研究这个星系。”