部署在太空中的詹姆斯·韋布太空望遠鏡。圖片來源:NASAAnimator
詹姆斯·韋布太空望遠鏡(JWST)發(fā)現(xiàn)了迄今為止確定的最遙遠星系,它形成于大爆炸后約3.25億年。
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天文學家使用一種名為紅移的度量方法測量地球與宇宙天體的距離。由于宇宙膨脹,天體離地球越遠,其遠離速度越快。這種度量方法與多普勒效應(yīng)相似,即物體輻射的波長因為波源和觀測者的相對運動而產(chǎn)生變化。來自星系的光的速度越快,顏色會變得越紅,通過比較一個星系的可視顏色和它的實際顏色,天文學家可以確定地球與一個星系的距離。
在JWST對星系的早期觀測中,天文學家只能對每個星系的紅移進行近似估計,因為他們沒有來自這些星系的光譜的詳細數(shù)據(jù)。這些觀測提供了紅移為12或以上的星系的線索,這意味著它們似乎在3000萬光年之外,可能在大爆炸后的4億年內(nèi)形成,但由于缺乏精確的證據(jù),許多科學家對這些發(fā)現(xiàn)持懷疑態(tài)度。
“證明這些星系確實存在于早期宇宙中是至關(guān)重要的。”英國赫特福德郡大學的EmmaCurtis-Lake在一篇博文中說,“較近的星系很可能偽裝成非常遙遠的星系?!?/p>
來自10個國家的80多位天文學家參與了JWST高級深外星系調(diào)查(JADES)。如今,研究人員已經(jīng)確認了4個極遠星系的紅移,范圍在10.4到13.2之間。這意味著它們形成于大爆炸后的3.25億年至4.5億年。此前確認的最高紅移記錄約為11。
“這是迄今采集到的最微弱的紅外光譜?!币獯罄人_高等師范學院的StefanoCarniani說,這項觀測共覆蓋了250個微弱的星系,并計劃在2023年進行另一組觀測。該觀測預(yù)計將證實更多這樣遙遠的星系,這將告訴科學家星系形成的早期,以及最遙遠的星系與周圍的星系有何不同。
Curtis-Lake等研究人員于12月12日在美國巴爾的摩舉行的空間望遠鏡科學研究所(STScI)會議上發(fā)表了這些新發(fā)現(xiàn),主題是“來自JWST的首個科學成果”。
“通過這些測量,我們可以知道星系的固有亮度,并計算出它有多少顆恒星?!?/p>
美國加州大學圣克魯茲分校的合著者BrantRobertson說:“現(xiàn)在我們可以開始真正研究星系是如何隨著時間的推移組合在一起的?!?/p>
“如果不了解星系發(fā)展的初始階段,就很難了解它的現(xiàn)在。后來發(fā)生的事情很大程度上取決于這些早期恒星的影響?!庇鴦虼髮W的合著者SandroTacchella補充說。