詹姆斯·韦布空间望远镜探测到宇宙早期星系中存在碳

詹姆斯·韦布空间望远镜探测到宇宙早期星系中存在碳  研究示意图。图片来源：物理学家组织网早期宇宙几乎完全由最简单的氢元素，以及少量氦和锂组成。而现在观察到的宇宙中所有其他元素都在恒星内部形成。当恒星爆炸成超新星时，产生的元素在宿主星系内循环，孕育下一代恒星。随着每一代新恒星和“星尘”诞生，越来越多金属形成，宇宙进化到可以支持地球等岩石行星的存在以及生命的繁衍生息。在最新研究中，科学家使用韦布望远镜观测了一个宇宙大爆炸后仅3.5亿年就已经存在的星系，这是迄今科学家探测到的最遥远的星系之一。他们使用韦布的近红外光谱仪，将来自该年轻星系的光分解成一系列颜色。鉴于不同元素会在星系光谱中留下不同的化学“指纹”，科学家由此可确定其化学成分。光谱分析“可靠地”检测到了碳，“初步”检测到了氧和氖。研究人员表示，此前认为宇宙大爆炸后约10亿年碳才开始大量聚集，但他们发现碳形成得更早。这意味着第一批恒星的运行方式可能非常不同。鉴于碳是人类已知生命的基础，生命在宇宙中进化的时间可能比现在认为的早得多。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434477.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434477.htm

Maisie星系被确认为宇宙中最古老的星系之一

Maisie星系被确认为宇宙中最古老的星系之一自首次发现Maisie星系以来的后续观测表明，Maisie的历史可以追溯到宇宙大爆炸后的3.9亿年。虽然这并不像德克萨斯大学奥斯汀分校天文学家史蒂文-芬克尔斯坦领导的研究小组最初估计的那么古老，但它仍然是目前观测到的四个最早确认的星系之一。UT奥斯汀分校的天文学教授、《自然》论文的作者、宇宙演化早期释放科学调查（CEERS）的首席研究员芬克尔斯坦说："Maisie星系令人兴奋的地方在于，它是JWST最早发现的遥远星系之一，而且在这一组星系中，它是第一个真正被光谱学证实的星系。他用女儿的名字为这个星系命名，因为它是在女儿的生日那天被发现的。"观看模拟从地球飞往Maisie星系的视频。资料来源：可视化：弗兰克-萨默斯（STScI）、格雷格-培根（STScI）、约瑟夫-德帕斯夸莱（STScI）、莉娅-胡斯塔克（STScI）、约瑟夫-奥姆斯特德（STScI）、阿丽莎-帕根（STScI）科学：SteveFinkelstein（UTAustin）、RebeccaLarson（RIT）、MicaelaBagley（UTAustin）最新分析由第一作者巴勃罗-阿拉巴-哈罗（PabloArrabalHaro）领导，他是美国国家科学基金会国家光学-红外天文研究实验室的博士后助理研究员。除了芬克尔斯坦之外，来自UTAustin的共同作者还有凯特琳-凯西（CaitlinCasey）、米塞拉-巴格利（MicaelaBagley）、凯瑟琳-克沃罗夫斯基（KatherineChworowsky）和藤本诚司（SeijiFujimoto）。CEERS团队目前正在评估另外大约10个星系，它们可能来自比Maisie星系更早的时代。太空中的物体并没有印上时间戳。为了推断我们观测到的光线是何时离开某个天体的，天文学家会测量它的红移，也就是它的颜色由于远离我们的运动而发生的偏移量。由于我们生活在一个不断膨胀的宇宙中，我们观测的时间越久远，天体的红移就越大。最初对红移（以及宇宙大爆炸后的时间）的估计是基于光度测量，即使用少量宽频滤光片测量图像中的光亮度。这些估算是利用CEERS在望远镜第一个观测季的最初分配时间内收集的数据做出的。为了获得更准确的估计值，CEERS团队申请使用JWST的光谱仪器NIRSpec进行后续测量，该仪器将物体的光线分成许多不同的窄频率，以更准确地识别其化学构成、热量输出、固有亮度和相对运动。根据最新的光谱分析，Maisie星系的红移为z=11.4。这项研究还考察了CEERS-93316星系，爱丁堡大学领导的研究小组最初在公开的CEERS数据中发现了这个星系，据初步估计，它是在宇宙大爆炸后2.5亿年被观测到的。经过进一步分析，研究小组发现CEERS-93316的红移更为适中，为z=4.9，相当于宇宙大爆炸后约10亿年。原来，CEERS-93316中的热气体在与氧和氢相关的几个窄频段中发出了大量的光，使星系看起来比实际要蓝得多。这种蓝色模仿了芬克尔斯坦等人预计在早期星系中看到的特征。这是由于测光方法的一个怪癖，只有红移约为4.9的天体才会出现这种情况。芬克尔斯坦认为这是运气不好，他说："这是一个有点奇怪的案例。"在光谱观测到的数十个高红移候选天体中，这是唯一一个真实红移远小于我们最初猜测的天体。"这个星系不仅呈现出不自然的蓝色，它的亮度也比我们目前的模型预测的在宇宙中形成如此之早的星系的亮度要高得多。芬克尔斯坦说："要解释宇宙如何能这么快就形成如此巨大的星系，这确实很有挑战性。因此，我认为这可能一直是最有可能的结果，因为它是如此极端，如此明亮，在如此明显的高红移下"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378329.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378329.htm

韦布观测到迄今最古老星系JADES-GS-z13-0

韦布观测到迄今最古老星系JADES-GS-z13-0当来自最遥远星系的光到达地球时，它已经因为宇宙的膨胀被拉伸，并转移到光谱的红外区域。韦伯望远镜上的近红外相机能检测到这种红外光，因此能快速发现一系列前所未有的星系，其中一些星系可能会重塑天文学家对早期宇宙的理解。天文学家认为，在这两项研究中，他们“确凿无疑地探测到了”迄今已知4个最遥远的星系。这些星系诞生于宇宙大爆炸后3亿至5亿年，这意味着这些星系来自所谓的“再电离时代”，即人们认为第一批恒星出现的时期。这两篇新论文的合著者、巴黎天体物理研究所研究员斯蒂芬·查洛特表示，这4个星系中，最古老的星系JADES-GS-z13-0形成于宇宙大爆炸后3.2亿年，这是天文学家观测到的最遥远距离。韦伯望远镜还证实了JADES-GS-z10-0的存在，它可追溯到宇宙大爆炸后4.5亿年。查洛特说，这4个星系的质量都“非常小”，约为太阳质量的1亿倍。相比之下，银河系的重量约为太阳质量的1.5万亿倍。他补充道，这些星系的“金属含量非常低”，这一点符合宇宙学标准模型。该模型指出，离宇宙大爆炸越近，留给这些金属形成的时间就越短。美国耶鲁大学天文学家彼得·范·多科姆评论称：“人类距离宇宙的过往越来越近，从这些星系诞生到宇宙大爆炸之间，只剩3亿年尚未被探索。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353421.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353421.htm

韦布望远镜观测到最古老“死亡”星系 JADES-GS-z7-01-QU

韦布望远镜观测到最古老“死亡”星系JADES-GS-z7-01-QUGOODS南区一小部分区域的JWST假彩色图像，突出显示了JADES-GS-z7-01-QU星系图源：JADES协作小组这幅GOODS-South星场的合成图像是利用构成欧洲南方天文台（ESO）甚大望远镜（VLT）的四台8.2米巨型望远镜中的两台望远镜和一个独特的定制滤光片进行深度观测的结果，它显示了一些有史以来最暗淡的星系。这是使用两台8.2米望远镜进行的深度观测的一部分。后来，JWST将这一区域的一小部分归零。(图片来源：ESO/MHayes）短暂一生这个星系代号JADES-GS-z7-01-QU，它在宇宙大爆炸发生大约7亿年后形成，有大约1亿至10亿颗恒星，属于较小星系。星系中的恒星形成过程只持续了3000万年到9000万年就戛然而止。主持研究的英国剑桥大学卡弗里宇宙学研究所天体物理学家托比亚斯·洛塞说，这个星系似乎“轰轰烈烈地”活过一场，但很快不再有新的恒星形成，星系就此“死去”。参与研究的天体物理学家弗朗西斯科·德欧金尼奥说，质量最大的恒星最炽热、最耀眼，“生命最短暂”。“随着最炽热的恒星死去，星系颜色从蓝色，即最炽热恒星的颜色，变成黄色，再变成红色，即质量最小的恒星的颜色。”质量和太阳差不多的恒星可以活大约100亿年，而质量小得多的恒星能活上万亿年。那些较小的恒星在星系“死去”很久后仍会继续发光。“饿死”的？研究人员尚不清楚JADES-GS-z7-01-QU为何“英年早逝”，正试图找出原因。他们推测其中一个原因可能是星系中央一个超大黑洞把新恒星形成所需要的气体推出星系，导致无法形成新的恒星。还可能是因为恒星形成过程中迅速消耗掉星系中气体，但星系周围没有新的气体补充进来，导致星系“饿死”。研究人员说，由于这个星系距地球非常遥远，因此韦布望远镜观测到的是星系“过去”的情况，不排除星系在获得新的气体后又有新的恒星诞生，令星系“死而复生”。德欧金尼奥说：“我们不知道这个星系的最终命运，这可能取决于是什么机制使恒星停止诞生。”研究人员说，对这一星系的研究或能进一步揭示宇宙形成早期时的景象以及影响恒星形成的因素。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422922.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422922.htm

詹姆斯·韦伯望远镜在遥远的宇宙中发现"不可能的巨大星系"

詹姆斯·韦伯望远镜在遥远的宇宙中发现"不可能的巨大星系"由于真空中的光速是恒定的，我们观察太空中的物体是有时间延迟的。太阳在八光分之外，所以我们看到的是它八分钟前的样子。下一个最近的恒星，半人马座阿尔法星，大约在4光年之外，所以我们对它的观察比计划晚了4年。如果你将这一原则延伸到空间的最深处，你就可以从字面上看过去几十亿年的时间，一窥星系在宇宙的寿命中是如何演变的。随着詹姆斯-韦伯太空望远镜的空前强大，我们现在可以比以往任何时候都更接近时间的起点，看到更清晰的细节。也许毫不奇怪，这意味着我们不断发现与我们目前对早期宇宙的理解相悖的东西。最近对詹姆斯-韦伯数据的研究显示，棒状螺旋星系--那些像我们自己的银河系一样具有先进结构的星系存在的时间比想象的要早几十亿年。现在，该望远镜又发现了新的景象，根据我们目前的模型，这些景象应该是不可能的。由澳大利亚斯威本科技大学领导的一个天文学家小组已经观察到了六个星系，它们的质量远远超过了人们对其时代的想象。事实上，它们的质量比当时认为的整个宇宙的质量还要大。詹姆斯-韦伯关于六个新发现的大质量星系的图像斯威本科技大学"我们发现的这六个星系有120多亿年的历史，在大爆炸之后只有5到7亿年，其大小达到我们太阳质量的1000亿倍，这项研究的首席研究员IvoLabbé说。"这太大了，甚至在目前的模型中都不存在。这一发现可以改变我们对宇宙中最早的星系如何形成的理解。"这些测量结果仍然需要通过进一步的观察来跟进，以确认其质量和它的位置。该团队说，其他的解释仍然是可能的，但是这些解释本身仍然可能产生全新的发现。Labbé说："一个同样令人着迷的选择是，其中一些物体属于一类新出现的超大质量黑洞，以前从未见过。"无论哪种方式，看起来我们对宇宙的理解将需要一些修正。这项研究发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345875.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345875.htm