詹姆斯·韦伯太空望远镜发现迄今最早观测到的星系

随着时间的流逝，詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 越来越深入地观察宇宙深处，也越来越深入地追溯过去。它的最新发现是一个名为 JADES-GS-z14-10 的星系。它的历史只有大爆炸后 3 亿年，是迄今为止观测到的最古老的星系。本周，由意大利比萨高等师范学院的 Stefano Carniani 领导的多学科团队在一篇论文中宣布了这一发现——以及另一个几乎同样遥远的星系 JADES-GS-z14-11。

天文学家通过检查所谓的红移值来计算 JADES-GS-z14-10 等物体的距离。由于宇宙正在膨胀，光波的波长在穿过太空时会被拉长。这种现象被称为红移，因为它将光移向电磁波谱的红外区域。

[相关：迄今为止，2024 年最非凡的 8 张 JWST 图像]

光源距离我们越远，到达我们所需的时间就越长，而且沿途的红移也越大。詹姆斯·韦伯太空望远镜的仪器旨在检测来自遥远星系的显著红移光，它对这种光的灵敏度使它创下了有史以来最远物体的记录。（JADES-GS-z14-10 的红移值为 14.32，使其成为这项记录的新保持者。）

然而，即使对于像 JADES-GS-z14-10 这样遥远的 JWST 物体来说，这也是一个挑战。它们的光线极其微弱，因此很难获得足够的信息来得出关于它们属性的任何明确结论。JADES-GS-z14-10 首次引起天文学家的注意，是因为它似乎违背了这一趋势——尽管它的红移非常大，但这个星系却异常明亮。

最初，人们认为这种亮度是由于它在天空中与另一个更近的星系距离较近所致。然而，人们很快就发现，JADES-GS-z14-10 很特别，其惊人的亮度完全是它自己独有的。这使得它成为近距离观察的首选对象，去年 10 月，詹姆斯·韦伯太空望远镜的近红外相机对它进行了整整五天的观察。这次近距离观察提供的数据使科学家能够对该星系的光谱特征进行详细检查，从而可以对该星系的成分和演化进行密切研究，研究结果发表在另一篇论文中。

这篇论文指出，JADES-GS-z14-10 包含“五亿个太阳质量的恒星，最近几百万年内恒星形成猛烈爆发”。这比 JWST 之前的模型认为的可能时间要早得多，正如卡尼阿尼所说，“宇宙能在短短 3 亿年内形成这样的星系，真是令人震惊。”

JWST 源源不断地提供着这些令人震惊的发现，并因此彻底改变了我们对宇宙大爆炸中释放的原始气体如何以及何时形成第一批星系的理解。本周发表的第三篇论文致力于对 JADES 起源场（包含 JADES-GS-z14-10 的天空区域）进行更广泛的观察，文中指出，“在 JWST 运行的前 18 个月内，我们已经将对宇宙过去的探索范围扩大了 40%。”

早期宇宙中存在像 JADES-GS-z14-10 这样的明亮星系，这让科学家们又一次大吃一惊。这个星系和类似的天体是进一步观察的有希望的对象，因为它们惊人的亮度为我们提供了一个诱人的前景，让我们可以回顾卡尼阿尼等人的论文中所说的“宇宙黎明……第一批星系诞生的时期”。