科學家發現距離地球330億光年星系,正在形成恒星

來源:澎湃新聞 時間:2023-11-17 09:34:47 編輯:郝莉娜

天文學家利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,在潘多拉星系群內發現迄今為止所能觀測到的第二和第四遙遠的星系,距離地球近330億光年。這兩個星系很年輕,成分中幾乎沒有金屬,而且生長迅速,正在形成恒星。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的近紅外相機已證實迄今為止觀測到的第二和第四遙遠的星系(UNCOVER z-13和UNCOVER z-12)。這些星系位于潘多拉星系群。

天文學家利用美國航空航天局(NASA)詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的數據,在潘多拉星系群(Pandora’s Cluster, Abell 2744)內發現迄今為止所能觀測到的第二和第四遙遠的星系。這些星系距離地球近330億光年,可幫助人類深入了解最早的星系是如何形成的。相關研究11月13日發表在《天體物理學雜志快報》。

這兩個星系是潘多拉星系群的60000個光源之一。之所以選擇研究這一空間區域,部分原因是它位于幾個星系團的后面,這些星系團會產生一種叫作引力透鏡的自然放大效應,聚焦并放大了經過附近的任何光線,提供了星系團背后的放大視圖。

由賓夕法尼亞州立大學研究人員領導的國際研究小組對該區域的深場圖像進行跟蹤,確認了這些星系的距離,并通過詹姆斯·韋伯太空望遠鏡提供的新光譜數據對兩個星系進行了性質判定。研究小組估計,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡探測到的光是這兩個星系在宇宙約3.3億歲時發出的,經過大約134億光年的旅行才被詹姆斯·韋伯望遠鏡捕捉。研究人員表示,由于宇宙在膨脹,這兩個星系目前距離地球約330億光年。

觀測到這兩大星系對人類探索宇宙有何重大意義?論文第一作者、賓夕法尼亞州立大學埃伯利科學學院博士后學者王冰潔說,人類對早期宇宙知之甚少,只有通過這些非常遙遠的星系才能了解那個時代的情況,并檢驗我們關于早期星系形成和成長的理論。對這些新星系及其特性的研究揭示了早期宇宙中星系的多樣性,以及人們能從中學到多少。

來自這些星系的光要經過長時間才能到達地球,這為人類了解過去提供了窗口。賓夕法尼亞州立大學天文學和天體物理學助理教授喬爾·萊亞(Joel Leja)表示,這些早期星系就像燈塔,它們發出的光很古老,光線穿過構成早期宇宙的稀薄氫氣,“只有通過它們的光,我們才能開始理解支配宇宙黎明附近星系的奇異物理?!?/p>

值得注意的是,這兩個星系比之前位于這些極端距離上的3個星系要大得多,其中一個星系直徑約2000光年,相比之下,銀河系的直徑約為10萬光年。研究人員稱,在深場圖像中,在這一距離上確認的其他星系顯示為紅色圓點,而這些新星系的體積更大,看起來像花生和蓬松的球。但目前尚不清楚星系大小的差異是由于恒星的形成方式還是它們形成后發生了什么?!斑@些早期星系預計由類似的物質形成,但它們已經顯示出彼此非常不同的跡象?!蓖醣鶟嵳f。

正如研究人員所預料的那樣,這兩個星系很年輕,成分中幾乎沒有金屬,而且生長迅速,正在形成恒星?!白钤绲脑鼐褪窃谠缙诤阈莾群说木圩冞^程中形成的?!眴虪枴とR亞表示,“這些早期星系沒有金屬等重元素是有道理的,因為它們是制造這些重元素的第一批工廠。當然,它們必須得足夠年輕并且正在形成恒星,才能成為第一批星系。確認星系特性是對我們模型的一個重要檢驗,有助于證實大爆炸理論的整個范式?!?/p>

詹姆斯·韋伯望遠鏡為尋找第一批星系而建造。研究人員提出,其強大的紅外儀器應該能夠探測到更遠的星系,如果它們存在的話。


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