【正见新闻网2024年06月04日】
【编者注】宇宙的浩渺对人类永远是个迷，无从知道其实质。现代天文学所认识到的只是用现代高科技捕捉到的天体在人类所在空间能观察到的变化瞬间，科学家抓住这一刻的观测数据，提出理论，假说，象盲人摸象，难以窥探到整体和其本质所在。如果只在人类这个空间去探索宇宙的奥秘，终归是竹篮打水一场空。希望读者从现代天文的发现中，能思考宇宙、人体、生命的真正意义何在。
据太空网(space.com)2024年5月30日报导，韦伯望远镜 (JWST) 发现了两个迄今为止最早、最遥远的星系，继续打破其之前创下的纪录。最远的星系 JADES-GS-z14-0 是大爆炸后约 3 亿年的样子，比之前的记录保持者至少早 1 亿年。
JADES-GS-z14-0 并不是唯一的星系。它与另一个星系 JADES-GS-z14-1 一起被发现，后者距离我们几乎一样远，在人类迄今发现的 最早星系排名中位居第二。
这两项发现分别于 2023 年 10 月和 2024 年 1 月宣布，是韦伯望远镜高级深海河外星系巡天 (JADES) 计划的一部分，推动的宇宙黎明持续调查的最新进展。JADES 旨在提供重要见解，了解在 138 亿年前的宇宙非常年轻时，原始星系中的恒星、气体和黑洞是如何演化的。
团队成员、卡夫利宇宙学研究所科学家弗朗西斯科·德尤金尼奥(Francesco D’Eugenio)在一份声明中表示：“这些星系加入了宇宙历史前 5 亿年中数量虽少但不断增长的星系群，我们可以真正探索这些星系的恒星群及其内部化学元素的独特模式。”
韦伯望远镜观测到的星系 JADES-GS-z14-0 是迄今为止发现的最遥远、最早的星系。图片来源：NASA/ESA/CSA/STScI/B. Robertson(加州大学圣克鲁斯分校)/B. Johnson(CfA)/S.Tacchella(剑桥)/P. Cargile(CfA)。
JADES-GS-z14-0 的引人注目之处不仅在于它距离有多远，以及它存在的时间有多早。这个“宇宙黎明”星系的宽度约为 1,600 光年，其巨大和明亮程度也令人惊叹。
哈佛和史密森尼天体物理中心 (CfA) 的 JADES 团队负责人丹尼尔·艾森斯坦 (Daniel Eisenstein) 表示： “该星系的大小清楚地证明，大部分光线是由大量年轻恒星产生的，而不是由落入星系中心超大质量黑洞的物质产生的，黑洞落入该星系中心会使星系看起来小得多。”
JADES-GS-z14-0 的极端亮度以及其光度由年轻恒星驱动的事实意味着该星系代表了迄今为止发现的早期宇宙中大型质量星系快速形成的最显著证据。
JADES团队成员、加州大学圣克鲁斯分校研究员本·约翰逊(Ben. Johnson)补充道，JADES-GS-z14-0 显示早期宇宙中的星系形成非常迅速且激烈。
“韦伯望远镜将使我们能够发现更多这样的星系，也许可以发现宇宙更年轻时的星系，”他说。“这是研究星系如何开始的绝佳机会。”
由于其仪器（特别是其主成像仪近红外照相机 (NIRCam)）具有很高的红外灵敏度，韦伯望远镜擅长观察早期星系 。
这些宇宙黎明星系发出的光具有与来自银河系附近星系的光相似的各种波长。经过数十亿光年的旅程，这些光变成了电磁波谱近红外和红外区域的低能长波长光。
宇宙的结构本身正在膨胀，当光穿过宇宙时，其波长也会随之变长。这导致光“移位”到电磁波谱的红端，因此这种现象被称为“红移”。
距离较远的星系在它们的光到达我们之前必须穿越更多的空间（随着膨胀，这些空间被拉伸），因此，它们的光会经历更多的红移。JADES-GS-z14-0 的红移为z = 14.32 ，而之前最远的星系 JADES-GS-z13-0 的红移为z = 13.2 ，这意味着它存在于大爆炸后 4 亿年。显然，这个新发现的星系打破了这一记录，韦伯望远镜又将时间回溯了1 亿年左右。
“JADES-GS-z14-0 现在成为这种现象的原型，”JADES 合作团队成员斯蒂翻诺.卡尼亚尼(Stefano Carniani)说道。“宇宙能在短短 3 亿年内形成这样的星系，真是令人惊叹。”
另一个惊喜是在 JADES-GS-z14-0 中发现氧气。恒星在其一生中会形成比氢和氦更重的元素，然后在这些恒星爆炸时散布到整个星系中。在 JADES-GS-z14-0 中观察到氧气可能表明，在这个非常早期的星系中，至少有一代恒星已经生存并死亡。
“所有这些观测结果都告诉我们，JADES-GS-z14-0 并不像理论模型和计算机模拟所预测的存在于极早期宇宙中的星系类型，”斯图尔特天文台和亚利桑那大学的 JADES 研究员杰克·赫尔顿 (Jake Helton) 说道。“根据观测到的光源亮度，我们可以预测它在宇宙时间中会如何增长，到目前为止，我们还没有在我们调查中观测到的数百个高红移星系中找到任何合适的类似物。”
赫尔顿补充说，鉴于韦伯太空望远镜寻找 JADES-GS-z14-0 时搜索的天空区域相对较小，它的发现对我们在早期宇宙中看到的明亮星系的预测数量具有深远的影响。
“在未来十年内，天文学家很可能会利用詹姆斯·韦伯太空望远镜发现许多这样的明亮星系，甚至可能在更早的时候，”他总结道。“我们很高兴看到宇宙黎明时存在的星系的非凡多样性！”
资料来源：
https://www.space.com/james-webb-space-telescope-two-oldest-most-distant-galaxies