哇!天文学家刚刚发现了我们见过的最早的星系

一个新发现的星系刚刚打破纪录这是迄今为止最早看到的,对我们目前的星系形成模型提出了重大挑战。

它被称为JADES-GS-z14-0,它在早期宇宙中闪闪发光,因为它看起来比宇宙晚了不到3亿年生活大爆炸.最近的第二个发现,称为JADES-GS-z14-1,被证实几乎同样遥远。

天文学家说,这些探测现在是”不含糊“,这意味着宇宙黎明可能有一些”抱怨“要做。

“2024 年 1 月,NIRSpec 观察了这个星系 JADES-GS-z14-0 将近 10 个小时,当光谱首次被处理时,有明确的证据表明该星系确实处于红移14.32,打破了之前最遥远的星系记录。天文学家说意大利高等师范学院的Stefano Carniani和亚利桑那大学的Kevin Hainline。

“从图像中,发现光源的直径超过1,600光年,证明我们看到的光主要来自年轻的恒星,而不是来自不断增长的超大质量附近的发射黑洞.如此多的星光意味着银河系的质量是太阳的数亿倍!这就提出了一个问题:大自然如何在不到3亿年的时间里制造出如此明亮、巨大和庞大的星系?

三篇独立的论文已上传到预印本服务器arXiv。它们尚未经过同行评审,但三者的结论都相同。JADES-GS-z14-0肯定在那里,这是一个闪亮的数据点,代表了理解宇宙如何形成的新方法。

JADES-GS-z14-0的位置。(美国宇航局、欧空局、CSA、STScI、布兰特·罗伯逊/加州大学圣克鲁斯分校、本·约翰逊/CfA、桑德罗·塔切拉/剑桥、菲尔·卡吉尔/CfA)

直到最近,我们对被称为宇宙黎明的时期知之甚少,这是138亿年前大爆炸后的第一个十亿年左右。那是因为早期的宇宙充满了中性氢的雾,这些雾散射了光,阻止了它的传播。

这种迷雾并没有持续下去;它被早期宇宙中物体发出的紫外线电离并清除,到宇宙黎明结束时,空间是透明的。

然而,到那时,有一大堆恒星和星系在周围徘徊。如果我们想知道这一切是如何形成的,我们需要能够看到雾。

这是其中之一JWST公司,凭借其强大的红外线眼睛,就是为了做到这一点而设计的。红外辐射能够穿过其他光无法穿透的致密介质,其长波长能够以最小的散射穿过。它一直在进行JWST高级深部银河系外巡天(JADES),在大爆炸后的前6.5亿年寻找物体,结果非常有趣。

我们反复发现的一件事是大型物体比我们预期的要早得多.这真是令人振奋,因为我们一直在假设超大质量之类的东西黑洞星系的形成需要很长的时间——远远超过我们观察它们的时间范围。

但是JADES-GS-z14-0拿走了蛋糕。它非常大,非常明亮,完全不是天文学家预测的早期宇宙中星系的样子。首先,它的大小表明,大部分光必须来自恒星,而不是来自不断增长的超大质量黑洞周围空间的光。

JADES-GS-z14-0的光谱。(美国国家航空航天局、欧空局、CSA、约瑟夫·奥姆斯特德/STScI)

对它的光的分析揭示了大量灰尘和氧气的存在,这在早期是出乎意料的。这些重元素需要在恒星内部制造,然后需要爆炸。这些特征表明,在大爆炸后3亿年,几代大质量恒星一定已经生活和死亡。

鉴于今天最大的恒星的寿命只有几百万年左右,这并非不可能,但仍然不是天文学家所期望的。

总而言之,银河系表明我们需要重新思考早期宇宙,这表明我们在那里看到的大量光源不能完全用不断增长的黑洞来解释。不知何故,大型、明亮、形态良好的星系可以在宇宙黎明的早期聚集在一起。

“JADES-GS-z14-0现在成为这种现象的原型,”卡尼亚尼 说.“令人惊讶的是,宇宙可以在短短3亿年内形成这样一个星系。

Carniani领导的发现论文可以在arXiv上找到.研究星系光特性的同步论文可以在arXiv上找到这里这里.

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