詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了宇宙中最早出现的两个星系,它们比预期的要亮得多,这意味着天文学家正在重新思考他们对最早恒星形成方式的看法。
“这些观察只会让你的脑袋爆炸,”其中一位研究人员保拉桑蒂尼在一份声明中说。 “这是天文学的全新篇章。这就像考古挖掘,突然间你发现了一座失落的城市或一些你不知道的东西。这简直令人震惊。”
这两个星系被认为已有数十亿年的历史,距大爆炸仅 1 亿年。韦伯能够回顾一些最早的星系,因为它在红外范围内运行,这意味着它可以看到发生红移的星系。
当来自遥远星系的光由于宇宙膨胀而移动到光谱的红端时,就会发生红移。偏移越强,星系就越远。来自某些星系的光被移动得如此之远,以至于它移出可见光谱并进入韦伯可以看到的红外线。之前的研究估计韦伯探测到的一些星系可能有高达 14 的红移,但最近的结果由于仪器的更好校准而更加准确,并表明这两个星系的红移分别为 10.5 和 12.5。
韦伯还利用了一种称为引力透镜的现象,在这种现象中,像星系或星系团这样的大质量物体质量如此之大,以至于它扭曲了空间,就像放大镜一样,让研究人员能够看到它背后更遥远的星系。
令人大吃一惊的是,观察到的两个星系都比研究人员想象的要亮得多。在韦伯观测的最初几天,它们也很快被发现,这表明早期星系的数量可能比之前想象的要多。
“我们已经确定了一些非常迷人的东西。这些星系可能在大爆炸后仅 1 亿年就开始聚集在一起。没有人预料到黑暗时代会这么早结束,”另一位研究人员加思伊林沃思说。 “原始宇宙的年龄应该只有现在的百分之一。在 138 亿年的演化宇宙中,这只是一小段时间。”
研究人员认为,要么早期星系的质量比想象的大得多,恒星数量比预期的多得多,要么它们的质量可能不那么大,但其中的恒星却非常明亮,与我们今天看到的恒星截然不同。为了了解更多信息并确认这些宇宙的年龄,研究人员计划使用韦伯的光谱仪器进行更多观测。
“我们看到的一切都是新的。韦伯向我们展示了一个超出我们想象的非常丰富的宇宙,”研究员 Tommaso Treu 说。 “宇宙又一次让我们感到惊讶。这些早期星系在很多方面都非常不寻常。”