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標題: 天體物理學家證實了早期宇宙中最微弱的星 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2023-6-6 08:11 AM 標題: 天體物理學家證實了早期宇宙中最微弱的星

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　　由加州大學洛杉磯分校天體物理學家領導的一個國際研究小組證實了早期宇宙中有史以來最微弱星系的存在。這個名為JD1的星系是迄今為止發現的最遙遠的星系之一﹐它是那種通過大爆炸遺留下來的氫原子霧燃燒的典型星系﹐讓光線穿過宇宙﹐並將其塑造成今天存在的樣子。這一發現是利用美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡獲得的﹐研究結果發表在《自然》雜誌上。
　　宇宙生命的第一個十億年是其演化的關鍵時期。大約138億年前的大爆炸之後﹐宇宙膨脹並冷卻到足以形成氫原子。氫原子吸收年輕恆星的紫外光子﹔然而直到第一批恆星和星系誕生﹐宇宙才變得黑暗﹐進入了一個被稱為宇宙黑暗時代的時期。幾億年後﹐第一批恆星和星系的出現讓宇宙沐浴在高能紫外線中﹐這種紫外線開始燃燒或電離氫霧。這反過來又使光子能夠穿越空間使宇宙變得透明。確定主導那個時代(被稱為再電離時代)的星系類型是當今天文學的一個主要目標﹐但在韋伯望遠鏡開發之前﹐科學家們缺乏研究第一代星系所需的敏感紅外儀器。
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　　加州大學洛杉磯分校研究人員說﹕「迄今為止﹐用JWST發現的大多數星系都是明亮的星系﹐它們很罕見被認為不是早期宇宙中年輕星系的特別代表。」。「因此﹐雖然重要﹐但它們不被認為是燃燒氫氣霧的主要因素。「另一方面﹐像JD1這樣的超暗星系要多得多﹐這就是為什麼我們認為它們更能代表進行再電離過程的星系﹐使紫外線能夠不受阻礙地穿越時空。」。
　　JD1是如此昏暗和遙遠﹐如果沒有強大的望遠鏡和大自然的幫助﹐研究起來很有挑戰性。JD1位於附近一個名為Abell 2744的大型星系團後面﹐其綜合引力強度彎曲並放大了JD1的光﹐使其看起來更大﹐比其他情況下亮13倍。這種效應被稱為引力透鏡﹐類似於放大鏡如何扭曲和放大視野內的光線﹔如果沒有引力透鏡﹐JD1很可能會被錯過。
　　研究人員使用韋伯望遠鏡的近紅外攝譜儀NIRSpec獲得了該星系的紅外光譜﹐使他們能夠確定它的精確年齡和它與地球的距離﹐以及它在相對較短的生命週期中形成的恆星數量﹑塵埃和重元素的數量。結合該星系的引力放大和來自韋伯望遠鏡另一台近紅外儀器NIRCam的新圖像﹐該團隊也有可能以前所未有的細節和分辨率研究該星系的結構﹐揭示了正在形成恆星的三個主要細長的塵埃和氣體團塊。該團隊使用新數據追蹤JD1的光回到其原始來源和形狀﹐揭示了一個緻密的星系﹐其大小只是銀河系等古老星系的一小部分﹐銀河系已有136億年的歷史。
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　　因為光傳播到地球需要時間﹐JD1被視為大約133億年前﹐當時宇宙只有現在年齡的4%。加州大學洛杉磯分校物理學和天文學教授說﹕「就在一年前﹐在韋伯望遠鏡開啟之前﹐我們甚至無法想像能夠確認這樣一個微弱的星系。」。「JWST和引力透鏡的放大能力的結合是一場革命。我們正在重寫關於宇宙大爆炸後星系如何形成和演化的書。」。

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