我們剛剛看到宇宙中第一個(gè)星系的誕生

科學(xué)家們剛剛發(fā)現(xiàn)宇宙黎明動(dòng)蕩時(shí)代一些宇宙最早星系的形成過(guò)程。

JWST公司對(duì)早期宇宙的觀測(cè)大約在13.3至134億年前 - 僅在幾億年后生活大爆炸– 揭示了天然氣儲(chǔ)層被積極地吸收到三個(gè)新形成和增長(zhǎng)的星系中的跡象。

“你可以說(shuō)這些是我們見(jiàn)過(guò)的第一個(gè)星系形成的'直接'圖像，”天體物理學(xué)家卡斯珀·埃爾姆·海因茨（Kasper Elm Heintz）說(shuō)來(lái)自丹麥的尼爾斯·玻爾研究所，他領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。

“雖然詹姆斯·韋伯（太空望遠(yuǎn)鏡）以前向我們展示了早期星系在演化的后期階段，但在這里我們見(jiàn)證了它們的誕生，從而見(jiàn)證了宇宙中第一個(gè)恒星系統(tǒng)的構(gòu)建。

被稱為宇宙黎明，t在大爆炸后的第一個(gè)十億年左右，他被兩件事所籠罩：神秘，以及彌漫在宇宙中并阻止光自由傳播的中性氫霧。事實(shí)上，前者是后者的自然和直接結(jié)果，因?yàn)楣馐俏覀冇脕?lái)理解宇宙的工具。

JWST的設(shè)計(jì)在一定程度上是為了穿透這種迷霧，因?yàn)樗^察宇宙的紅外波長(zhǎng)更容易穿透，并且走得更遠(yuǎn)比其他波長(zhǎng)。我們想知道的是萬(wàn)物是如何聚集在一起的——從熱的原始等離子體湯中，第一批恒星和星系是如何聚集在一起的，霧在早期物體的光線下散去，宇宙朝著今天的樣子邁出了小步。

因此，海因茨和他的國(guó)際團(tuán)隊(duì)使用JWST強(qiáng)大的紅外眼凝視宇宙黎明，在那里他們檢測(cè)到了一個(gè)可追溯到三個(gè)星系的信號(hào)。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)氣體吸收并重新發(fā)射星系的光時(shí)，信號(hào)從它們周圍的中性氫發(fā)出。

研究人員發(fā)現(xiàn)，這些星系存在于大爆炸后約4億至6億年，大爆炸發(fā)生在大約138億年前。這使得這三個(gè)星系成為最早探測(cè)到的星系之一。

“這些星系就像是中性、不透明氣體海洋中波光粼粼的島嶼，”海因茨說(shuō).

此外，研究人員能夠?qū)⑿窍抵車臍怏w儲(chǔ)層與星系間中性氣體區(qū)分開(kāi)來(lái)。這些儲(chǔ)層被確定為相當(dāng)大，覆蓋了每個(gè)星系的相當(dāng)大比例，這表明它們正在積極地形成星系物質(zhì)。事實(shí)上，有如此多的這種氣體也表明，在觀測(cè)時(shí)，星系還沒(méi)有形成它們的大部分恒星。

“在大爆炸后的幾億年里，在恒星和氣體開(kāi)始合并成星系之前，第一批恒星形成了。宇宙學(xué)家和天體物理學(xué)家達(dá)拉赫·沃森（Darach Watson）說(shuō)尼爾斯·玻爾研究所?！斑@是我們?cè)谟^察中看到的過(guò)程。

關(guān)于宇宙黎明，我們?nèi)匀挥泻芏嘁蓡?wèn)。我們幾乎沒(méi)有觸及表面，仍然有許多包裹在中性氫中的秘密，其中許多尚未被發(fā)現(xiàn)。但海因茨和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的三個(gè)星系是向前邁出的一步。現(xiàn)在我們知道了星系的存在，我們可以更仔細(xì)地觀察它們，以更好地了解星系的形成過(guò)程。

“我們?nèi)祟愐恢痹趩?wèn)的最基本問(wèn)題之一是：'我們從哪里來(lái)？'”天文學(xué)家加布里埃爾·布拉默（Gabriel Brammer）說(shuō)尼爾斯·玻爾研究所。

“在這里，我們通過(guò)闡明宇宙中一些第一批結(jié)構(gòu)被創(chuàng)造的那一刻，拼湊出更多的答案。這是一個(gè)我們將進(jìn)一步研究的過(guò)程，直到希望我們能夠?qū)⒏嗟钠磮D拼湊在一起。

該研究已發(fā)表在科學(xué).

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