迄今已证实的最远星系让我们得以一窥早期宇宙

宇宙中物体距离越远，其光线到达地球和绕地球运行的太空望远镜所需的时间就越长……这意味着超远星系可以让地球科学家了解数十亿年前它们在做什么。通过深入太空，天文学家可以更深入地了解过去。

现在，在一项新的分析中，天文学家确定了一个非常遥远的星系，它显示了宇宙大爆炸后仅 7 亿年发生的事情。（我们现在距宇宙大爆炸大约 140 亿年。）这个名为 z8_GND_5296 的星系并不是天文学家发现的最远的星系。它的红移为 7.5（基于多普勒效应的距离测量方法），天文学家确信他们已经发现了红移为 9.5 和红移为 10 的星系。然而，z8_GND_5296 是通过某项测试确认其与地球距离的最远星系。它似乎还显示出恰到好处的年龄，可以揭示宇宙历史上某个里程碑发生的事情。

“光谱确认是黄金标准”

如此遥远的星系有一个很酷的特点：就像吸血鬼不应该出现在镜子中一样，超远星系也不会出现在测量可见光的仪器中。然而，它们（星系，而不是吸血鬼）确实出现在灵敏的红外光仪器中。这是因为它们距离太远，它们发出的光被拉伸到比可见光更长的波长。

为了进行这项研究，来自美国、以色列和意大利的天文学家团队除了收集了 z8_GND_5296 在红外波段的观测结果外，还收集了有关其距离的证据。用天文学术语来说，该团队“通过光谱证实”了该星系的距离。该研究的首席研究员史蒂文·芬克尔斯坦 (Steven Finkelstein) 告诉《大众科学》杂志：“光谱证实是测量宇宙距离的黄金标准”。

芬克尔斯坦的团队还利用该星系和附近其他星系的数据，假设它显示的时间段与早期宇宙中大部分中性氢气被电离的时间相对应。他们的数据有助于确定再电离时代的发生时间。

z8_GND_5296 可能并没有看起来那么遥远，它的光也可能没有看起来那么古老。迄今为止天文学家收集到的所有数据都符合其红移 1.8 的假设。天文学家詹姆斯·邓洛普告诉《大众科学》杂志，第二条光谱证据可以排除这种可能性，但第二条线几乎不可能找到。邓洛普是宇宙大会近红外深层河外星系遗产调查的执行主任，芬克尔斯坦的团队从该调查中提取了数据，但邓洛普并没有直接参与芬克尔斯坦的研究。未来，拥有更复杂红外仪器的詹姆斯·韦伯太空望远镜可能会进一步确认 z8_GND_5296 的距离。

“这是一个青少年星系”

《大众科学》联系到的两位外部研究人员，邓洛普和宾夕法尼亚州立大学的罗宾·西亚杜洛表示，他们认为 z8_GND_5296 的红移很可能是 7.5，而不是 1.8。邓洛普表示，无论天文学家认为哪种解释更有可能，芬克尔斯坦新论文中的数据都是可靠的，值得信赖的。超远星系周围的数据可靠性以前一直是个问题。邓洛普回忆起另一篇发表在《自然》杂志上的论文，该论文报告了关于红移 8.3 星系的不太令人信服的光谱数据。 《自然》后来撤回了这篇论文。

芬克尔斯坦还发现了 z8_GND_5296 的其他一些有趣之处。它以极高的速度产生恒星，质量相当于每年 300 个太阳。另一方面，银河系每年只产生一到两个太阳质量的恒星。这个遥远的星系还包含少量（但不为零）可能在大爆炸后某个时间形成的元素，这表明尽管它处于宇宙历史的早期，但它并不属于第一代星系。“这是一个青少年星系，”邓洛普说。

芬克尔斯坦和他的同事今天在《自然》杂志上发表了他们的研究成果。