詹姆斯韦伯使用光谱学来识别迄今为止最早的星系

詹姆斯·韦伯太空望远镜的设计目的之一是回顾历史,寻找一些曾经存在的最早的星系。现在,新的研究证实韦伯发现了一些迄今为止最古老的星系,估计有 134 亿年的历史。

这是早期发布的研究,这意味着它尚未经过同行评审,但它表明了韦伯可能有哪些发现。这些数据来自一项名为 JWST 高级河外深度调查 (JADES) 的调查,这是一项国际合作,使用韦伯的仪器来观察哈勃望远镜之前在其著名的超深场中拍摄的相同天空区域。

JWST 高级河外深度调查 (JADES) 的研究区域。
这张由詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的图像突出显示了 JWST 高级河外深度调查 (JADES) 的研究区域。该区域位于哈勃太空望远镜的超深场内和周围。科学家们使用韦伯的 NIRCam 仪器在九种不同的红外波长范围内观察该场。从这些图像中,研究小组寻找在红外线可见但光谱在临界波长处突然截止的微弱星系。 NASA、ESA、CSA 和 M. Zamani (ESA/Webb)。科学:B. Robertson (UCSC)、S. Tacchella (剑桥)、E. Curtis-Lake (赫特福德郡)、S. Carniani (Scuola Normale Superiore) 和 JADES Collaboration。

查看哈勃望远镜拍摄的同一天空区域的优势在于,它使研究人员能够识别在韦伯红外范围内可见但在哈勃光学范围内不可见的星系。这表明星系是高度红移的,这意味着它们的光由于宇宙的膨胀而转移到光谱的红端。原则上,红移越高,星系越古老。

这就是研究人员能够精确定位深场图像中可见的最古老星系的方式。然而,研究人员随后需要确认这些发现,因为离我们较近的较年轻的星系有可能看起来好像实际上更古老。这就是新研究的切入点,因为它使用光谱学将来自这些早期星系的光分解成不同的波长。这显示了每个星系的独特“指纹”,这有助于确认它实际上是一个早期星系,而不是附近的星系。

在迄今为止发现的可能最早的星系中,这项研究已经证实其中四个的红移超过 10,两个的红移超过 13。这表明这些最古老的星系来自宇宙还不到 4 亿年的时代老的。

加州大学圣克鲁兹分校的合著者布兰特·罗伯逊在一份声明中说:“这是我们第一次在大爆炸后仅 3.5 亿年就发现了星系,我们可以对它们奇妙的距离充满信心。” “在如此惊人美丽的图像中发现这些早期星系是一种特殊的体验。”


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