韦伯望远镜揭示了低质量星系在早期宇宙再电离过程中的关键作用

韦伯望远镜揭示了低质量星系在早期宇宙再电离过程中的关键作用 包括两位宾夕法尼亚州立大学天体物理学家在内的国际研究小组最近在《自然》杂志上发表了他们的研究成果。这些光谱揭示了宇宙中被称为再电离时期的一些最初的可见光,该时期的动力来自最早的恒星和星系的到来。美国国家航空航天局詹姆斯-韦伯太空望远镜(NASA's James Webb Space Telescope)拍摄的深场图像首次提供了超微弱星系的一瞥,研究人员将这些星系确定为引发宇宙再电离的天体的有力候选者。图片来源:Hakim Atek/索邦大学/JWST原始宇宙从黑暗到光明的过渡论文作者、宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学助理教授乔尔-莱亚解释说,宇宙中的正常物质最初是一团炙热的浓雾,几乎完全由氢原子核和氦原子核组成。随着它的膨胀和冷却,孤质子和电子开始结合,第一次形成了中性氢。然后,在宇宙大爆炸发生后大约 5 亿至 9 亿年,在早期宇宙中占主导地位的中性氢开始再次分离成电离气体,从而促进了恒星和星系的诞生,并拨开了原始迷雾,使光线第一次可以畅通无阻地穿过宇宙。莱亚说:"有一些东西开始向星际虚空泵送高能光子。这些光源就像宇宙灯塔,烧掉了中性氢的雾气。不管是什么,它的能量如此之大,如此持久,以至于整个宇宙都重新电离了。"通过分析年轻的低质量星系的光谱,科学家们证明,小型星系是引发宇宙再电离的"东西"的有力候选者,它们加热了周围致密的原始气体,并电离了曾经中性的氢。"如果宇宙中的其他低质量星系也像这些星系一样常见和充满能量,那么我们认为我们终于了解了照亮宇宙迷雾的灯塔,"莱亚说。"它们是许许多多微小星系中能量惊人的恒星"。早期宇宙中的大多数星系预计都相对较小,因此研究它们的频率和特性极其困难。由于 JWST 的灵敏度与 Abell 2744 星团的引力透镜效应(附近的星系就像宇宙放大镜,会扭曲空间并放大背景星系的光线)的独特结合,现在有可能确定宇宙最初十亿年期间小型星系的丰度及其电离特性。索邦大学天体物理学家、巴黎天体物理研究所研究员、论文第一作者哈基姆-阿泰克(Hakim Atek)在一份新闻稿中说:"我们发现,在宇宙再电离的这一时期,小星系的数量比大质量星系多出约一百比一。这些新的观测结果还显示,这些小星系产生了大量的电离光子,比通常假设的遥远星系的标准值高出四倍。这意味着,这些星系发出的电离光子总通量远远超过了再电离所需的阈值"。绘制宇宙演化图:未来方向宾夕法尼亚州立大学的研究小组领导了 UNCOVER 勘测的建模工作,该勘测以大型前景星系团为目标,这些星系团对更微小、更遥远的星系产生了透镜效应。宾夕法尼亚州立大学的研究人员分析了巡天中的所有小光点,以了解天体的特性以及它们可能的质量和距离。Leja解释说,这一分析随后被用来指导后来JWST更详细的观测,从而推动了这一发现。在这些发现之前,有一些假说指出了宇宙再电离的其他来源,如超大质量黑洞、质量超过10亿太阳质量的大星系和质量小于10亿太阳质量的小星系。研究人员说,由于低质量星系的光度较低,证实与低质量星系有关的假说尤其困难,但新发现提供了迄今为止最明确的证据,证明低质量星系在宇宙再电离过程中发挥了核心作用。研究人员现在希望将这项研究扩展到更大的范围,以确认他们分析的特定位置能够代表宇宙中星系的平均分布情况。除了再电离过程之外,他们的观测还提供了对早期恒星形成过程、星系如何从原始气体中产生以及它们如何演变成我们今天所知的宇宙的深入了解。编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

相关推荐

封面图片

天文学家用韦伯望远镜揭开宇宙最古老低质量星系的秘密

天文学家用韦伯望远镜揭开宇宙最古老低质量星系的秘密 罗格斯大学的天文学家利用詹姆斯-韦伯太空望远镜研究了沃尔夫-伦德马克-梅洛特星系,揭开了宇宙早期恒星形成的历史。他们的发现为星系如何演化以及温度在恒星形成中的作用提供了新的见解。资料来源:美国国家航空航天局面向宇宙的“考古发掘”艺术与科学学院物理与天文学系助理教授克里斯汀-麦奎恩(Kristen McQuinn)说:"通过如此深入的观察和如此清晰的观察,我们已经能够有效地回到过去,基本上是在进行一种考古挖掘,寻找宇宙历史早期形成的低质量恒星。"她领导的这项研究发表在《天体物理学报》。McQuinn认为,罗格斯大学高级研究计算办公室管理的Amarel高性能计算集群使研究小组能够计算银河系的恒星发展史。这项研究的一个方面是将一次大规模计算重复600次。她补充说,这项重大计算工作还有助于确认望远镜校准和数据处理程序,这将使更广泛的科学界受益。WLM星系部分区域的两幅景象,一幅由美国宇航局哈勃太空望远镜拍摄(左),另一幅由詹姆斯-韦伯太空望远镜拍摄。图片来源:Science:NASA, ESA, CSA, IPAC, Kristen McQuinn (RU), Image Processing:Zolt G. Levay(STScI),Alyssa Pagan(STScI)低质量星系的重要性麦奎恩对所谓的"低质量"星系特别感兴趣。因为它们被认为是早期宇宙的主宰,研究人员可以利用它们来研究恒星的形成、化学元素的演化以及恒星形成对星系气体和结构的影响。它们很微弱,分布在天空中,构成了本地宇宙中的大多数星系。像韦伯望远镜这样先进的望远镜让科学家们能够近距离观察它们。WLM是德国天文学家马克斯-沃尔夫(Max Wolf)于1909年发现的一个"不规则"星系,这意味着它不具有明显的形状,如螺旋形或椭圆形,瑞典天文学家克努特-伦德马克(Knut Lundmark)和英国天文学家菲力伯特-雅克-梅洛特(Philibert Jacques Melotte)于1926年对它进行了更详细的描述。它位于本星系群的外围,本星系群是一个哑铃状的星系群,其中包括银河系。麦奎因指出,由于位于本星系群的边缘,WLM免受了与其他星系交融的破坏,使其恒星群处于原始状态,有利于研究。天文学家之所以对WLM感兴趣,还因为它是一个充满活力的复杂星系,拥有大量气体,能够积极地形成恒星。WLM 银河系中的恒星形成为了了解银河系恒星形成的历史即恒星在宇宙不同时期的诞生速度,麦奎恩和她的团队利用这架望远镜煞费苦心地将包含成千上万颗恒星的天空区域归零。为了确定恒星的年龄,他们测量了恒星的颜色(代表温度)和亮度。麦奎因说:"我们可以利用我们对恒星演化的了解,以及这些颜色和亮度所表明的情况,基本上确定星系恒星的年龄。"研究人员随后对不同年龄的恒星进行了计数,并绘制出了宇宙历史上恒星的诞生率。以这种方式对恒星进行编目向研究人员表明,随着时间的推移,WLM 产生恒星的能力在起伏。研究小组的观测结果证实了科学家们早些时候利用哈勃太空望远镜所做的评估,这些观测结果表明,在宇宙历史的早期,该星系曾在30亿年的时间里产生过恒星。它停顿了一段时间,然后又重新点燃。她相信这种停顿是由早期宇宙的特定条件造成的:"那时的宇宙真的很热。我们认为,宇宙的温度最终加热了这个星系中的气体,使恒星的形成一度停止。冷却期持续了几十亿年,然后恒星形成再次开始。"这项研究是美国国家航空航天局"早期发布计划"的一部分,该计划指定科学家与太空望远镜科学研究所合作开展研究,旨在突出韦伯的能力,帮助天文学家为未来的观测做好准备。美国国家航空航天局于 2021 年 12 月发射了韦伯望远镜。这个大型镜面仪器在距离地球一百万英里的地方围绕太阳运行。科学家们争先恐后地在望远镜上研究一系列课题,包括早期宇宙的状况、太阳系的历史以及系外行星的搜寻。麦奎因说:"这项计划将产生许多尚未完成的科学成果。"相关文章:韦伯望远镜在极端恒星环境中发现生命的前身:水和简单的有机分子 ... PC版: 手机版:

封面图片

韦伯望远镜首次捕捉到宇宙最早期星系的诞生过程

韦伯望远镜首次捕捉到宇宙最早期星系的诞生过程 这幅插图显示了一个在宇宙大爆炸后几亿年才形成的星系,在重离子时代,气体是透明和不透明的混合体。来自美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的数据显示,这些早期星系附近存在大量冷的中性气体而且这些气体的密度可能比预想的要高。韦伯望远镜在2022年开始观测几个月后,作为其宇宙演化早期释放科学(CEERS)调查的一部分观测到了这些星系。CEERS包括图像和来自其NIRSpec(近红外摄谱仪)上微型遮光器的光谱数据。作为韦伯早期发布科学(ERS)计划的一部分,CEERS的数据被立即发布,以支持类似的发现。资料来源:NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted(STScI)这一发现是利用詹姆斯-韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)完成的,该望远镜为我们地球上的人们带来了对形成中星系的首次"实时观测"。通过这架望远镜,研究人员能够看到大量气体发出的信号,这些气体在形成过程中不断积累并吸附到一个小型星系上。虽然根据理论和计算机模拟,星系就是这样形成的,但实际情况却从未出现过。"可以说,这是我们看到的第一张'直接'拍摄的星系形成图像。詹姆斯-韦伯之前向我们展示的是处于演化后期的早期星系,而在这里,我们见证了它们的诞生,从而也见证了宇宙中第一批恒星系统的构建。"尼尔斯-玻尔研究所的卡斯帕-埃尔姆-海因茨助理教授说,他领导了这项新研究。这项研究发表在备受推崇的科学杂志《科学》上。他们是如何做到的:研究人员利用复杂的模型,研究了来自这些星系的光线是如何被其内部和周围的中性气体吸收的,从而能够测量出宇宙第一批星系的形成过程。这种转变被称为莱曼-阿尔法转变。通过测量光线,研究人员能够将新形成的星系中的气体与其他气体区分开来。这些测量结果之所以能够实现,要归功于詹姆斯-韦伯太空望远镜极其灵敏的红外摄谱仪功能。大爆炸后不久诞生的星系研究人员估计,这三个星系的诞生大约发生在宇宙大爆炸之后的 4-6 亿年。虽然这听起来像是一个很长的时间,但它相当于在宇宙 138 亿年总寿命的前 3% 到 4% 的时间里形成的星系。宇宙大爆炸后不久,宇宙还是一团由氢原子组成的巨大不透明气体与今天不同的是,今天的夜空中布满了轮廓分明的恒星。"在宇宙大爆炸后的几亿年里,第一批恒星形成,之后恒星和气体开始凝聚成星系。"达拉赫-沃森(Darach Watson)副教授解释说:"这就是我们在观测中看到的开始过程。"星系的诞生发生在宇宙历史上被称为"再电离纪元"的时期,当时一些第一批星系的能量和光线冲破了氢气迷雾。研究人员正是利用詹姆斯-韦伯太空望远镜的红外视觉捕捉到了这些大量的氢气。这是迄今为止科研人员发现的对寒冷的中性氢气最遥远的测量,氢气是恒星和星系的组成部分。关于早期宇宙宇宙的"生命"始于大约 138 亿年前的一次巨大爆炸宇宙大爆炸。这一事件产生了大量的亚原子粒子,如夸克和电子。这些粒子聚集在一起形成质子和中子,随后凝聚成原子核。宇宙大爆炸后大约 38 万年,电子开始围绕原子核运行,宇宙中最简单的原子逐渐形成。第一批恒星是在几亿年后形成的。在这些恒星的内部,形成了我们周围更大、更复杂的原子。后来,恒星凝聚成星系。我们已知最古老的星系是在宇宙大爆炸后大约 3-4 亿年形成的。我们的太阳系诞生于大约 46 亿年前宇宙大爆炸后 90 多亿年。进一步了解我们的起源这项研究是由卡斯帕-埃尔姆-海因茨(Kasper Elm Heintz)与哥本哈根大学尼尔斯-玻尔研究所宇宙曙光中心的研究同事达拉赫-沃森(Darach Watson)、加布里埃尔-布拉莫尔(Gabriel Brammer)和博士生西蒙妮-维加尔(Simone Vejlgaard)等人密切合作完成的。这项最新成果让他们离实现这一目标更近了一步。研究小组已经申请了更多的詹姆斯-韦伯太空望远镜的观测时间,希望能够扩大他们的新成果,了解更多关于星系形成的最早时代的信息。"目前,我们正在绘制新观测到的星系形成图,其细节比以前更加丰富。与此同时,我们也在不断尝试突破我们所能看到的宇宙的极限。因此,也许我们会走得更远,"Simone Vejlgaard 说。研究人员认为,新知识有助于回答人类最基本的问题之一。"我们人类一直在问的一个最基本的问题是:'我们从哪里来?'在这里,我们通过揭示宇宙中一些最初的结构产生的时刻,拼凑出了更多的答案。"加布里埃尔-布拉莫尔(Gabriel Brammer)副教授总结说:"我们将进一步研究这个过程,希望能够拼凑出更多的拼图碎片。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

封面图片

韦伯太空望远镜发现宇宙早期的星系通常是扁长的 就像法棍一样

韦伯太空望远镜发现宇宙早期的星系通常是扁长的 就像法棍一样 詹姆斯-韦伯太空望远镜的宇宙演化早期发布科学(CEERS)调查所确定的遥远星系样本形状。资料来源:NASA、ESA、CSA、STScI、Steve Finkelstein(UT Austin)、Micaela Bagley(UT Austin)、Rebecca Larson(UT Austin)哥伦比亚大学的美国国家航空航天局哈勃研究员维拉杰-潘迪亚(Viraj Pandya)解释说:"在我们研究的星系中,大约有50%到80%的星系在两个维度上似乎是扁平的。看起来像细长面包棍的星系似乎在早期宇宙中非常常见,这令人惊讶,因为它们在当今宇宙的星系中并不常见。"他是即将发表在《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal)上的一篇新论文的主要作者,该 论文概述了这一发现。研究小组重点研究了韦伯望远镜提供的大量近红外图像,即宇宙演化早期发布科学(CEERS)巡天,从中挑选出了据估计在宇宙诞生 6 亿至 60 亿年时就已经存在的星系。大多数遥远的星系看起来像法棍面包,而其他星系的形状则像披萨饼和披萨面团球,这一类星系似乎是最小的星系类型,也是最不常见的星系,披萨饼形状的星系在其最长轴上与法棍面包形状的星系一样大。它们在附近的宇宙中更为常见,由于宇宙不断膨胀,附近的宇宙是由更古老、更成熟的星系组成的。我们的银河系的核心是一个超大质量黑洞,周围是由淡黄色的老恒星组成的中央隆起。除此之外,还有蓝色的旋臂,旋臂中充满了年轻的恒星、新形成的恒星以及暗色的尘埃通道。资料来源:NASA 和 STScI银河系过去的形态和星系的演变如果我们能够把时钟拨回数十亿年前,银河系会属于哪一类呢?合著者、图森亚利桑那大学博士生张皓文说:"我们的最佳猜测是,它可能看起来更像一根面包棒。这一假设的部分依据是来自韦伯望远镜的新证据理论家们通过估算出了数十亿年前银河系的质量,这表明它在遥远的过去很可能是面包棍的形状。"这些遥远星系的质量也远远低于附近的螺旋星系和椭圆星系 - 它们是像我们这样质量更大的星系的前身。"在早期宇宙中,星系的成长时间要短得多,"哥伦比亚大学的合著者、NASA 哈勃研究员 Kartheik Iyer 说。"确定早期星系的其他类别令人兴奋现在有更多的东西可以分析了。我们现在可以研究星系的形状与它们的外观之间的关系,更好地预测它们是如何更详细地形成的。"研究人员认为是拉长的椭圆形(即法棍面包状)星系的图像,由詹姆斯-韦伯太空望远镜拍摄。"相信"一词反映了这样一个事实,即从侧面看,其中一些星系可能是圆盘(即披萨饼)形状的星系。资料来源:Viraj Pandya et al.哈勃太空望远镜于 1990 年发射升空,至今仍在收集数据。"长期以来,哈勃望远镜一直显示出许多细长星系,"哈勃望远镜的合著者、加那利群岛天体物理研究所(Institute of Astrophysics on Canary Islands)的研究科学家马克-韦尔塔斯-康帕尼(Marc Huertas-Company)解释说。但研究人员仍然想知道:将于 2021 年发射的韦伯望远镜对红外光的灵敏度更高,它能更好地显示出更多细节吗?"韦伯望远镜证实,哈勃望远镜并没有错过它们同时观测到的星系中的任何额外特征。此外,韦伯还向我们展示了更多具有相似形状的遥远星系,而且都非常详细,"Huertas-Company 说。了解早期星系的形状当然,一个问题是,为什么早期的星系往往如此扁平和拉长。潘迪亚解释说,一种假设是,早期宇宙中可能充满了暗物质细丝,它们形成了一种"骨架背景"或"宇宙高速公路",将气体和恒星引向其中。这些细丝仍然存在,但随着宇宙的膨胀,它们变得更加分散,因此它们可能不太可能促进面包状星系的形成。当研究人员将星系的长宽比与它们的最长轴长度进行对比时,他们发现这些图表看起来明显像香蕉。资料来源:Pandya et al."发疯的星系"与未来研究这篇论文被称为"正在变香蕉的星系"(Galaxies Going Bananas),这是作者在研究数据时突然想到的另一个食物类比。当作者将星系的长宽比与它们的最长轴长度相比较时,他们发现出现的图表看起来很像香蕉,这种形状反映了它们拉长的椭圆体(即面包棒)形状。潘迪亚说:"香蕉是另一种说法,这些本质上拉长的星系似乎是宇宙最初 40 亿年中的主要星系。"研究人员不仅需要更大的韦伯样本量来进一步完善遥远星系的特性和精确位置,还需要花费大量时间调整和更新他们的模型,以更好地反映遥远星系的精确几何形状。"这些只是早期结果,"合著者、缅因州沃特维尔科尔比学院副教授伊丽莎白-麦格拉斯(Elizabeth McGrath)说。"我们需要更深入地研究数据,才能搞清楚到底发生了什么,但我们对这些早期趋势感到非常兴奋。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

封面图片

韦伯太空望远镜发现神秘的大质量远古星系JWST-7329

韦伯太空望远镜发现神秘的大质量远古星系JWST-7329 JWST-7329:一个罕见的大质量星系,形成于宇宙早期。这张詹姆斯-韦伯太空望远镜NIRCAM图像显示了一个红色圆盘星系,但仅凭图像很难将它与其他天体区分开来。利用 JWST 对其光线进行的光谱分析揭示了它的反常性质它形成于大约 130 亿年前,尽管它所包含的恒星质量是我们今天银河系的 4 倍。图片来源:詹姆斯-韦伯太空望远镜结果发现,在110多亿年的宇宙早期就已经出现了大质量星系(宇宙红移为 3.2),而其形成时间更是要再早15亿年(红移约为 11)以上,这一观测结果颠覆了目前的建模,因为暗物质还没有积累到足够的浓度来为恒星的形成提供种子。斯威本科技大学特聘教授卡尔-格莱兹布鲁克(Karl Glazebrook)领导了这项研究,并带领国际团队利用 JWST 对这个大质量静止星系进行了光谱观测。"我们追逐这个特殊的星系已经七年了,我们用地球上最大的两台望远镜观察了它好几个小时,想知道它的年龄有多大。但它太红、太暗,我们无法测量。最后,我们不得不离开地球,用JWST来确认它的性质。"美国国家航空航天局(NASA)的詹姆斯-韦伯太空望远镜是哈勃太空望远镜的后继者,也是有史以来送入太空的最强大的红外科学观测站。在距离地球近一百万英里的轨道上,韦伯研究宇宙中一些最遥远的天体。资料来源:美国国家航空航天局星系的形成是现代天体物理学的一个基本范式,它预示着观察到大质量星系的数量会在宇宙早期急剧下降。现在,早在宇宙大爆炸后的 10 到 20 亿年,就已经观测到了质量极大的静态星系,这对以前的理论模型提出了挑战。格拉兹布鲁克特聘教授与世界各地的顶尖研究人员合作,其中包括 Themiya Nanayakkara 博士、Lalitwadee Kawinwanichakij 博士、Colin Jacobs 博士、Harry Chittenden 博士、Glenn G Kacprzak 副教授以及斯威本天体物理学和超级计算中心的 Ivo Labbe 副教授。"这在很大程度上是一个团队的努力,从我们在2010年开始的红外巡天,导致我们确定这个星系是不寻常的,到我们在凯克和甚大望远镜上花了很多时间尝试,但都未能确认它,直到最后一年,我们花了巨大的精力来弄清楚如何处理JWST的数据并分析这个光谱。"Themiya Nanayakkara博士领导了对JWST数据的光谱分析,他说:"我们现在超越了过去的可能,确认了宇宙深处存在的最古老的大质量静态怪兽。这突破了我们目前对星系如何形成和演化的理解界限。现在的关键问题是,它们如何在宇宙早期如此快速地形成,以及是什么神秘机制导致它们在宇宙其他部分形成恒星时突然停止形成恒星?"国际射电天文研究中心(ICRAR)西澳大利亚大学节点的克劳迪娅-拉戈斯(Claudia Lagos)副教授在为这项研究建立暗物质浓度演变理论模型方面发挥了关键作用。她说:"星系的形成在很大程度上取决于暗物质的聚集方式。在宇宙中如此之早出现这些质量极大的星系,对我们的宇宙学标准模型提出了重大挑战。这是因为我们认为,承载这些大质量星系的大质量暗物质结构还没有来得及形成。我们需要进行更多的观测,以了解这些星系可能有多常见,并帮助我们了解这些星系的真正质量有多大"。格拉兹布鲁克特聘教授希望这能为我们了解暗物质物理学打开一个新的局面。"JWST已经发现越来越多的证据,证明大质量星系形成的时间较早。这一结果创下了这一现象的新纪录。虽然它非常引人注目,但这只是一个天体。但我们希望能找到更多,如果真的找到了,这将真正颠覆我们对星系形成的看法。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

封面图片

从宇宙斑点到巨大星系:韦伯揭示早期宇宙的巨型星系Gz9p3

从宇宙斑点到巨大星系:韦伯揭示早期宇宙的巨型星系Gz9p3 然而,我们观测到的星系肯定不是稚嫩的,新的观测结果表明,在如此早期,星系的质量和成熟度都超过了以前的预期,这有助于改写我们对星系形成和演化的认识。我们的国际研究小组最近对已知最早的星系之一Gz9p3进行了前所未有的详细观测,观测结果发表在《自然-天文学》(Nature Astronomy)上。它的名字来源于格拉斯合作(我们国际研究团队的名称)和星系的红移z=9.3这一事实,红移是描述天体距离的一种方法,因此有了G和z9p3。Gz9p3,宇宙最初 5 亿年中已知最亮的合并星系(通过 JWST 观测) 左图:直接成像显示中央区域有一个双核核心。右图光剖面的等高线显示出星系合并产生的拉长的团块结构。资料来源:美国国家航空航天局就在几年前,Gz9p3 还只是哈勃太空望远镜中的一个光点。但通过詹姆斯-韦伯太空望远镜,我们可以观测到这个天体在宇宙大爆炸后 5.1 亿年,也就是大约 130 亿年前的样子。对于这样一个年轻的宇宙来说,Gz9p3 的质量和成熟度都远超预期,它已经包含了几十亿颗恒星。它是迄今为止确认的质量最大的天体,根据计算,它的质量是宇宙早期发现的其他星系的 10 倍。这些结果表明,银河系要达到这样的大小,恒星的发展速度和效率一定比我们最初想象的要快得多。早期宇宙中最遥远的星系合并这个 Gz9p3 不仅质量巨大,而且其复杂的形状一眼就能看出它是有史以来最早的星系合并之一。JWST 对这个星系的成像显示了两个相互作用星系的典型形态。合并还没有结束,因为我们仍然可以看到两个组成部分。当两个大质量天体像这样合并时,它们会在合并过程中有效地丢弃一些物质。因此,这些被丢弃的物质表明,我们观测到的是有史以来最遥远的一次合并。随后,研究人员将目光投向更深层次,以描述构成合并星系的恒星群。利用 JWST,我们能够检查星系的光谱,就像三棱镜把白光分成彩虹一样,我们也能把光分成不同的部分。如果仅使用成像技术,对这些非常遥远天体的大多数研究只能显示出非常年轻的恒星,因为年轻的恒星更亮,所以它们的光会主导成像数据。例如,由星系合并引发的一个不到几百万年历史的年轻明亮群体,比一个已经超过一亿年历史的古老群体更加耀眼。利用光谱技术,我们可以进行非常详细的观测,从而区分出这两个种群。早期宇宙的新模型考虑到恒星形成的时间较早,到这一宇宙时期已经足够老化,如此成熟的老恒星群是我们始料未及的。光谱非常细致,我们可以看到老恒星的细微特征,这些特征告诉我们,它们比你想象的要多得多。光谱中检测到的特定元素(包括硅、碳和铁)显示,这个较老的族群的存在一定是为了给星系提供丰富的化学物质。令人惊讶的不仅是星系的大小,还有它们成长到如此成熟的化学状态的速度。这些观测结果提供的证据表明,在宇宙大爆炸之后,恒星和金属迅速而有效地积累起来,并与正在进行的星系合并联系在一起,这表明拥有几十亿颗恒星的大质量星系比预期的更早存在。观测结果提供了证据,证明恒星和金属在宇宙大爆炸之后迅速、高效地积累起来。资料来源:NASA、ESA、Jennifer Lotz(STSCI)、Matt Mountain(STSCI)、Anton M. Koekemoer(STSCI)、HFF 小组(STSCI)孤立星系从其有限的气体库中就地积累恒星群,然而,这种增长方式对星系来说是缓慢的。星系之间的相互作用可以吸引新的原始气体流入,为恒星的快速形成提供燃料,而星系的合并则为质量的积累和增长提供了更快的通道。现代宇宙中最大的星系都有过合并的历史,包括我们的银河系,它是通过与较小星系的连续合并才发展到现在的大小的。对Gz9p3的这些观测结果表明,星系能够在早期宇宙中通过合并迅速积累质量,恒星形成效率比我们预期的要高。利用 JWST 进行的这一观测和其他观测正在促使天体物理学家调整他们对宇宙早期的建模。我们的宇宙学不一定是错的,但我们对星系形成速度的理解可能是错的,因为它们的质量比我们认为的可能还要大。在利用 JWST 进行科学观测的两年期即将到来之际,这些新成果可谓恰逢其时。随着观测到的星系总数不断增加,研究早期宇宙的天文学家们正从发现阶段过渡到我们拥有足够大的样本来开始建立和完善新模型的阶段。现在是了解早期宇宙奥秘的最激动人心的时刻。编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

封面图片

韦伯太空望远镜揭示塑造行星系统的无形力量

韦伯太空望远镜揭示塑造行星系统的无形力量 詹姆斯-韦伯太空望远镜的 NIRCam 仪器看到的猎户座星云内部区域。资料来源:NASA、ESA、CSA、数据缩减和分析:PDRs4All ERS 小组;图形处理 S. Fuenmayor通过观测一个名为d203-506的原行星盘,他们发现了大质量恒星在形成不到一百万年的行星系统过程中所起的关键作用。这项研究由图卢兹国家科学研究中心(CNRS)的奥利维尔-贝内(Olivier Berné)博士领导,以《在原行星盘中观测到的远紫外光驱动的光蒸发流》为题发表在《科学》杂志上。这些恒星的质量大约是太阳的十倍,更重要的是,它们的光亮度是太阳的十万倍,在这些系统附近形成的任何行星都会受到非常强烈的紫外线辐射。根据行星系中心恒星的质量,这种辐射既可以帮助行星的形成,也可以通过分散行星的物质来阻止它们的形成。在猎户座星云中,科学家们发现,由于大质量恒星的强烈辐照,类似木星的行星将无法在行星系 d203-506 中形成。该团队由来自仪器、数据缩减和建模等领域的众多专家组成。JWST 的数据与阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)收集的数据相结合,以确定气体中的物理条件。计算得出的星盘质量损失速度意味着,整个星盘的蒸发速度将快于一颗巨行星的形成速度。科隆大学天体物理研究所的 Yoko Okada 博士说:"团队多年来做出了许多贡献,包括制定观测计划和评估数据,这些成果的取得令人欣喜,标志着我们在了解行星系统的形成方面迈出了重要一步。"猎户座星云中的 JWST 数据非常丰富,让科学家们忙于在恒星和行星形成以及星际介质演化领域进行各种详细分析。编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

🔍 发送关键词来寻找群组、频道或视频。

启动SOSO机器人