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、SteveFinkelstein(UTAustin)、MicaelaBagley(UTAustin)、RebeccaLarson(UTAustin)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(VirajPandya)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》(TheAstrophysicalJournal)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KartheikIyer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:VirajPandyaetal.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(InstituteofAstrophysicsonCanaryIslands)的研究科学家马克-韦尔塔斯-康帕尼(MarcHuertas-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:Pandyaetal."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"(GalaxiesGoingBananas),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(ElizabethMcGrath)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:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1421011.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1421011.htm

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韦伯望远镜发现早期宇宙许多遥远的星系具有独特的扁平和拉长形状

韦伯望远镜发现早期宇宙许多遥远的星系具有独特的扁平和拉长形状望远镜技术的进步,特别是詹姆斯-韦伯太空望远镜的使用,加强了对星系形状的分类。最近的一项研究对遥远的星系进行了分析,发现早期宇宙中普遍存在不寻常的扁平和拉长形状的星系,这与较近的星系形成了鲜明对比。这对之前关于星系形成和演化的假设提出了挑战。资料来源:NASA、ESA、CSA、STScI、SteveFinkelstein(UTAustin)、MicaelaBagley(UTAustin)、RebeccaLarson(UTAustin)一个多世纪以来,天文学家们一直在对远近星系进行分类,既用肉眼比较它们的形状,也用光谱数据精确测量它们的属性。例如,埃德温-哈勃在1926年创造了哈勃音叉(见下图),开始对附近星系的形状和大小进行分类,结果显示许多星系都是螺旋星系和椭圆星系。随着望远镜仪器的灵敏度越来越高,对其形状进行更准确的分类也变得越来越容易。詹姆斯-韦伯太空望远镜(JamesWebbSpaceTelescope)的新数据为天文学家的分类增添了细微差别。由于韦伯望远镜是用红外光观测的,因此它的图像中出现了更多极其遥远的星系。此外,这些图像非常精细,让研究人员能够确定是否有额外的恒星形成区域--或者确认它们不存在。星系是宇宙中非常重要的基本组成部分。有些星系结构简单,有些则非常复杂。1926年,美国天文学家埃德温-哈勃(EdwinHubble)提出了一个星系分类方案,这是建立星系演化连贯理论的第一步。虽然这个方案也被称为哈勃音叉图,但现在被认为有些过于简单,其基本思想仍然有效。资料来源:美国国家航空航天局美国国家航空航天局哈勃研究员、纽约哥伦比亚大学的维拉杰-潘迪亚(VirajPandya)领导的研究小组最近分析了韦伯宇宙演化早期发布科学(CEERS)巡天中的数百个遥远星系(见下图)。CEERS有意覆盖了与哈勃太空望远镜的扩展格罗斯带(见下图)相同的大部分区域,后者是用于创建宇宙大会近红外深河外星系遗产巡天(CANDELS)的五个区域之一。这样,他们就可以在望远镜观测重叠的地方重复检查韦伯望远镜的结果。"我们对韦伯星系的分析与哈勃太空望远镜星表中的星系非常一致,"潘迪亚证实说。"两组数据让我们能够在进行分析时全面审核我们的模型,并更好地理解和分类只有韦伯探测到的星系。"研究小组在开始分析时,首先根据相似的特征将星系分成了几大类。(他们没有对每个星系的外观进行分类,因为这需要光谱数据中的详细信息)。凝视这幅广阔的图景。它是由詹姆斯-韦伯太空望远镜(JamesWebbSpaceTelescope)用近红外线拍摄的多幅图像拼接而成的--它实际上是在活动着。图片来源:NASA、ESA、CSA、SteveFinkelstein(UTAustin)、MicaelaBagley(UTAustin)、RebeccaLarson(UTAustin)、AlyssaPagan(STScI)他们发现,宇宙在6亿至60亿岁时,有一系列奇特的形状。占主导地位的星系形状看起来扁平而修长,就像泳池面条或冲浪板。在他们研究的所有遥远星系中,这两种类型的星系约占50%到80%--这是一个惊喜,因为这些形状在近处的星系中很少见。韦伯探测到的其他星系看起来是圆形的,但也有扁平的,就像飞盘一样。星系数量最少的一类是形状像球体或排球的星系。这张来自哈勃太空望远镜的图像显示了天空中被称为"延伸格罗斯带"(EGS)的部分。CEERS勘测的研究人员利用詹姆斯-韦伯太空望远镜用红外线观测了延伸格罗斯带。图片来源:NASA、ESA、M.Davis韦伯的数据还解开了哈勃太空望远镜几十年前观测到的一个谜题。为什么那么多遥远的星系看起来像长长的线条?是不是还有更多的星系没有出现在它的图像中?韦伯很快就回答了这个问题:哈勃没有错过任何东西。潘迪亚说:"韦伯证实了哈勃早已向我们展示的东西,但在红外光下更为详细。综合观测结果表明,在早期宇宙中,有更多的星系看起来是扁长的。这具有深远的影响,因为我们通常认为像我们银河系这样的星系一开始是圆盘状的,但事实可能并非如此。"这些是美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜在宇宙演化早期释放科学(CEERS)调查中捕捉到的遥远星系的例子。资料来源:NASA、ESA、CSA、STScI、SteveFinkelstein(UTAustin)、MicaelaBagley(UTAustin)、RebeccaLarson(UTAustin)在宇宙历史的早期,星系的形状为何如此不同?这个问题目前还没有答案,但我们正在进行研究,以便更好地了解星系在整个宇宙时间中是如何演变的。查看更多星系样本(见上图,来自韦伯的CEERS勘测),并更具体地比较它们的三维形状(见下图)。詹姆斯-韦伯太空望远镜(JamesWebbSpaceTelescope)已经在帮助研究人员微调他们对遥远星系的分类--为已经进行了几十年的分析增加了重要的速度和细节。在左上方,韦伯的调查显示了一种在早期宇宙中罕见,但在今天却很常见的分类:形状像球体或排球的星系。右上方是扁平的圆盘或飞盘,它们只是稍微常见一些。早期占主导地位的星系形状看起来扁平而修长,就像左下方的冲浪板,或者右下方的泳池面条。这两种形状的星系在天文学家迄今为止研究过的所有遥远星系中约占50%到80%--这是一个惊喜,因为这些形状的星系在附近星系中并不常见。天文学家在分类方面取得的进步归功于韦伯望远镜的灵敏度、高分辨率图像以及对红外光的专门研究。天文学界还需要利用韦伯望远镜和其他望远镜提供的更大样本量,对更遥远的星系进行全面分类,然后才能确定任何确定的分组。共同作者、缅因州沃特维尔科尔比学院副教授伊丽莎白-麦格拉斯(ElizabethMcGrath)解释说:"通过继续这项研究,我们和其他团队将能够提高我们对宇宙历史上此时星系内在结构的理解。通过最终整合来自多个数据集的信息,我们将更好地了解星系在整个宇宙时间中的形状"。资料来源:NASA、ESA、CSA、JosephOlmsted(STScI)、VirajPandya(哥伦比亚大学)、HaowenZhang(亚利桑那大学)、LucyReading-Ikkanda(西蒙斯基金会)编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422509.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1422509.htm

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韦伯太空望远镜观察到以“宇宙火球”形态存在的早期星系

韦伯太空望远镜观察到以“宇宙火球”形态存在的早期星系该研究的主要作者、加州大学洛杉矶分校物理学和天文学教授TommasoTreu说:"我们看到星系以一种令人激动的速度形成新的恒星。韦伯令人难以置信的分辨率使我们能够以前所未有的细节研究这些星系,我们看到所有这些恒星的形成都发生在这些星系的区域内。"特鲁指导着GLASS-JWST早期发布科学计划,该计划的第一个结果是该特刊的主题。这期杂志中另一项由加州大学洛杉矶分校领导的研究发现,在大爆炸后不久--不到10亿年内--形成的星系可能已经开始燃烧剩余的吸收光子的氢,为黑暗的宇宙带来光明。图为GuidoRoberts-Borsani"即使是我们最好的望远镜也确实难以确认如此遥远的星系的距离,所以我们不知道它们是否使宇宙变得透明,"领导这项研究的加州大学洛杉矶分校博士后研究员GuidoRoberts-Borsani说。"韦伯正在向我们展示,它不仅可以做这项工作,而且可以以惊人的速度完成。它是一个游戏规则的改变者。"这些发现是加州大学洛杉矶分校天体物理学家的许多令人惊叹的发现中的两个,他们是第一批通过韦伯新近打开的一扇窗户窥视过去的人。韦伯是目前人类在太空中设置的最大的近红外望远镜,其卓越的分辨率提供了一个无与伦比的视角,可以看到如此遥远的天体,其光线需要数十亿年才能到达地球。尽管这些天体现在已经老化,但只有它们最早的时候发出的光才有足够的时间穿越宇宙,最终出现在韦伯的探测仪上。因此,韦伯不仅起到了某种时间机器的作用--将科学家们带回到宇宙大爆炸后不久的时期--而且它所产生的图像已经成为一个家庭相册,其中有婴儿星系和星星的快照。图为TommasoTreuGLASS-JWST是美国宇航局在2017年选择的13个早期发布科学项目之一,以快速产生可公开访问的数据集,并展示和测试韦伯号上仪器的能力。该项目旨在了解第一批星系的光线是如何以及何时烧穿大爆炸留下的氢雾的--这一现象和时间段被称为"重化纪元"--以及气体和重元素如何在宇宙时间内分布在星系内部和周围。两位天文学家合作利用韦伯的三个创新的近红外仪器对早期宇宙中的遥远星系进行详细测量。离子化纪元是一个科学家们仍然不甚了解的时期。直到现在,研究人员还没有观测当时存在的星系所需的极其敏感的红外仪器。在宇宙再电离化之前,早期宇宙仍然没有光,因为来自早期恒星的紫外线光子被饱和空间的氢原子所吸收。科学家们认为,在宇宙最初的十亿年中的某个时候,由第一批星系和可能由第一批黑洞发出的辐射导致氢原子失去电子,或被电离,防止光子"粘"在它们身上,并为光子穿越空间清除了一条通道。随着星系开始电离出越来越大的气泡,宇宙变得透明,光线自由传播,就像今天一样,让我们每晚都能看到星星和星系的辉煌天幕。Roberts-Borsani发现星系的形成比以前认为的要快要早,这可以证实它们是宇宙再电离的罪魁祸首。这项研究还证实了已知的最远的两个星系的距离,使用一种新技术使天文学家能够探测宇宙再电离的开始。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1336367.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1336367.htm

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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、JosephOlmsted(STScI)这一发现是利用詹姆斯-韦伯太空望远镜(JamesWebbSpaceTelescope)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(DarachWatson)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(KasperElmHeintz)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(DarachWatson)、加布里埃尔-布拉莫尔(GabrielBrammer)和博士生西蒙妮-维加尔(SimoneVejlgaard)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,"SimoneVejlgaard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(GabrielBrammer)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:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1433169.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1433169.htm

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韦伯太空望远镜发现了宇宙中最早的星系

韦伯太空望远镜发现了宇宙中最早的星系早先来自韦伯的数据提供了这种婴儿星系的候选者。现在,这些目标已经通过获得光谱观测得到了确认,揭示了来自这些令人难以置信的微弱星系的光的指纹中的特征和独特的模式。"证明这些星系确实是居住在早期宇宙中这是至关重要的。"来自英国赫特福德大学的天文学家和共同作者艾玛-柯蒂斯-莱克说:"较近的星系很有可能伪装成非常遥远的星系。看到光谱后发现,正如我们所希望的那样,确认这些星系处于我们视野的真正边缘,有些星系比哈勃能看到的还要远!。这是该任务的一个巨大的令人兴奋的成就"。这些观测结果是科学家们合作的结果,他们领导开发了韦伯号上的两个仪器,即近红外相机(NIRCam)和近红外光谱仪(NIRSpec)。对最微弱和最早期的星系的调查是这些仪器概念背后的主要动机。2015年,这些仪器团队共同提出了JWST高级深外星系调查(JADES),这是一个雄心勃勃的计划,在两年内分配给望远镜一个多月的时间,旨在提供一个深度和细节都前所未有的早期宇宙的视图。JADES是一个由10个国家的80多位天文学家组成的国际合作项目。"这些结果是NIRCam和NIRSpec团队共同执行这项观测计划的结果,"共同作者、图森亚利桑那大学的NIRCam首席调查员MarciaRieke说。JADES的第一轮观测集中在哈勃太空望远镜的超深场内和周围地区(见下图)。20多年来,这一小片天空一直是几乎所有大型望远镜的目标,建立了一个横跨整个电磁波谱的异常敏感的数据集。现在,韦伯正在增加其独特的视角,提供迄今为止获得的最微弱和最清晰的图像。JADES计划从NIRCam开始,利用超过10天的任务时间,以九种不同的红外颜色观察该区域,并产生了精美的天空图像。该区域比哈勃太空望远镜制作的最深的红外图像大15倍,但在这些波长下却更加深邃和清晰。当从一英里外观看时,该图像仅有人类的大小。然而,它充斥着近10万个星系,每个星系都被捕捉到了它们历史上的某个时刻,距今已有数十亿年。"我们第一次发现了大爆炸后仅3.5亿年的星系,而且我们可以对它们奇妙的距离有绝对的信心,"来自加利福尼亚大学圣克鲁兹分校的共同作者、NIRCam科学小组成员布兰特-罗伯逊(BrantRobertson)分享道。"在如此令人惊叹的美丽图像中发现这些早期星系是一种特殊的体验。"从这些图像中,早期宇宙中的星系可以通过其多波长的颜色这一特征来区分。随着宇宙的扩张,光的波长被拉长,而来自这些最年轻的星系的光被拉长了14倍之多。天文学家们寻找那些在红外线中可见的微弱星系,但它们的光在一个关键波长处突然中断。每个星系光谱中的截止点的位置会因宇宙的膨胀而发生偏移。JADES团队搜索了韦伯的图像,寻找这些独特的候选者。然后,他们使用NIRSpec仪器,在一个跨越三天的单一观测期,总共收集了28个小时的数据。该小组收集了来自250个微弱星系的光线,使天文学家能够研究每个星系中的原子在光谱上印出的图案。这产生了对每个星系红移的精确测量,并揭示了这些星系中气体和恒星的特性。"来自意大利ScuolaNormaleSuperiore的天文学家和共同作者StefanoCarniani说:"这些是迄今为止最微弱的红外光谱。"它们揭示了我们希望看到的东西:对星系间氢的散射所导致的光的截止波长的精确测量。"所研究的四个星系特别特别,因为它们被发现处于一个前所未有的早期时代。研究结果提供了光谱学确认,这四个星系位于红移10以上,包括两个位于红移13。这相当于宇宙大约有3.3亿年历史的时候,为寻找遥远的星系设定了一个新的前沿阵地。这些星系由于离我们很远,所以非常暗淡。天文学家们现在可以探索它们的特性,这要归功于韦伯的精湛灵敏度。来自英国剑桥大学的天文学家和共同作者SandroTacchella解释说:"如果不了解星系发展的初始阶段,就很难了解它们。就像人类一样,后来发生的很多事情都取决于这些早期恒星的影响。关于星系的许多问题一直在等待韦伯为我们带来的变革性机会,很高兴能够在揭示这个谜团中发挥作用。"JADES将在2023年继续对另一领域进行详细研究,这个领域以标志性的哈勃深场为中心(见上图),然后回到超深场进行另一轮的深度成像和光谱分析。该领域还有许多候选者等待光谱调查,研究设施的管理方已经批准了数百小时的额外时间。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334959.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1334959.htm

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詹姆斯-韦伯望远镜捕捉到宇宙黎明期诞生的星系的首批影像

詹姆斯-韦伯望远镜捕捉到宇宙黎明期诞生的星系的首批影像早期星系形成示意图韦伯望远镜拥有无比强大的红外望远镜,它可以比其他任何仪器窥探到更远的时空。它不断刷新自己的记录,观测到最遥远的恒星和星系,它离宇宙黎明越来越近了。现在,韦伯望远镜成功地看到了一些最早在这个黎明形成的星系。这架望远镜捕捉到了三个星系的图像,它们形成于132亿年前到134亿年前,也就是宇宙大爆炸后4到6亿年之间。"可以说,这些是我们所见过的第一批星系形成的'直接'图像,"该研究的第一作者卡斯帕-埃尔姆-海因茨(KasperElmHeintz)说。"詹姆斯-韦伯号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。"下面是一些图片,通过望远镜仪器上的多个滤镜展示了一个星系。詹姆斯-韦伯通过不同滤光片拍摄的其中一个星系的图像KasperE.Heintzetal.我们知道,对于未经专业训练的人来说,这些图像并不令人印象深刻,但这些模糊的光团是詹姆斯-韦伯迄今为止拍摄到的最重要的图像之一。在宇宙的早期阶段,宇宙是一个非常黑暗、寒冷的地方,到处都是不透明的氢气,没有其他什么东西。最终,物质开始聚集在足够大的口袋里,在宇宙大爆炸后大约1.8亿年诞生了第一代恒星。这种新的光和能量开始与氢相互作用,使其电离和扩散。不久之后,这些早期恒星开始聚集成第一批星系--从宇宙尺度上说是"不久",也就是大约1.2亿年到2.2亿年之后。这些星系被认为是在氢气的哺育下开始形成自己的新恒星。而这正是新图像所捕捉到的。詹姆斯-韦伯极其灵敏的红外光谱仪能够测量出星系发出的光线是如何被星系内部和周围的中性氢气吸收的。这些信号表明,氢气正在涌入这些小星系,为新的小恒星提供能量,正如现有模型所预测的那样。这项研究的作者加布里埃尔-布拉莫尔(GabrielBrammer)说:"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。这是一个我们将进一步研究的过程,直到我们有希望拼凑出更多的拼图碎片。"这项研究发表在《科学》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432210.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1432210.htm

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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(KristenMcQuinn)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,KristenMcQuinn(RU),ImageProcessing:ZoltG.Levay(STScI),AlyssaPagan(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(MaxWolf)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(KnutLundmark)和英国天文学家菲力伯特-雅克-梅洛特(PhilibertJacquesMelotte)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:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422060.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1422060.htm

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