距离最遥远的星系纪录再度被韦伯望远镜自己刷新,大爆炸后不到3亿年,一个名为JADES-GS-z14-0的星系已然形成,取代韦伯望远镜于2022年发现上一个最远星系纪录保持者JADES-GS-z13-0,让我们得以一窥宇宙年轻景象。
大爆炸后5,000万~10亿年这段时期被称为宇宙黎明,宇宙第一批恒星、黑洞、星系于此时形成,随著时间推移和宇宙膨胀,来自这些遥远天体的光穿越太空也被拉伸至更长波长,韦伯望远镜便专门为观察此类红外光而设计。透过观察这些遥远星系,能为早期宇宙的气体、恒星、黑洞变化方式提供重要见解。
2023年10月与2024年1月,一个国际天文团队利用韦伯望远镜近红外光谱仪(NIRSpec)得到破纪录的光谱数据,似乎显示2个星系红移均超过14;进一步利用韦伯望远镜近红外相机(NIRCam)成像后,天文学家确定星系JADES-GS-z14-0红移为14.32(+0.08/-0.20),一举成为目前最遥远星系记录之冠,出现于大爆炸后2.9亿年;另一个星系JADES-GS-z14-1则成为目前距离第2远的星系。
此前最遥远的星系为红移13.2的JADES-GS-z13-0,存在于大爆炸后4亿年。
JADES-GS-z14-0星系的NIRSpec光谱数据。
令人惊讶的是,JADES-GS-z14-0星系不只距离远还出奇明亮,影像结果表明光源直径超过1,600光年,韦伯望远镜看到的光主要来自年轻恒星,而不是正在成长的超大质量黑洞辐射,这种亮度更说明该星系质量达太阳数亿倍。
另一个惊人收获是在JADES-GS-z14-0星系发现氧原子,这种比氢、氦还重的元素来自恒星爆炸,这回从JADES-GS-z14-0观测到氧,说明该星系内部至少已有一群恒星诞生且死亡。
宇宙如何在不到3亿年的时间内形成如此明亮又巨大的星系?所有观测结果都告诉我们JADES-GS-z14-0与理论、电脑模拟预测的早期宇宙星系类型不同,但我们现在知道,早期宇宙的星系形成非常迅速且猛烈。
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