新发现:宇宙早期最大天体含几十亿颗恒星

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美国NASA的韦伯太空望远镜所拍摄的高清红外光图片,呈现恒星如雨后春笋般生成。(NASA/ESA/CSA)

天文学家藉由美国国家航空航天局(NASA)的詹姆斯‧韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)观测到宇宙初期最大的星系,它成长得比原先预期得快许多。这有助于改写天文学家对星系形成和演化的认知并修正既有的宇宙模型。

澳洲墨尔本大学(University of Melbourne)在3月12日发布的新闻稿中指出,由该校天文学家参与的研究团队使用韦伯太空望远镜观测到宇宙大爆炸5亿年后的原始星系。

科学家相信,宇宙是在138亿年前的大爆炸后诞生的,迄今有138亿年的历史。

该团队观测到尚在幼儿时期的宇宙。他们发现,那个时期的星系比先前预期的更巨大和成熟,这有助于改写他们对星系形成和演化的认知。

该团队表示,他们最近对宇宙初期的星系Gz9p3进行了史无前例的精细观测。Gz9p3几年前以光点的样子出现在哈伯太空望远镜(Hubble Space Telescope)中。观测能力比较先进的韦伯太空望远镜让天文学家在宇宙诞生5.1亿年后观测到它。

韦伯太空望远镜是迄今最大和观测能力最强的太空望远镜。(NASA)

该团队发现,对于初期的宇宙而言,Gz9p3比他们预期的更巨大和成熟。它已经含有几十亿颗恒星,是迄今已知宇宙初期最大的天体,比当时的任何其他星系大10倍。

这些观测结果显示,Gz9p3能达到这么大的尺寸,它的恒星一定成长得比人们先前认为得快许多,而且更有效率。

宇宙初期最遥远的合并星系之一

Gz9p3不但是宇宙初期最大的星系,它也是宇宙初期最遥远的合并星系之一。韦伯太空望远镜所拍摄的图片显示,Gz9p3呈现出两个星系在合并时通常会出现的型态,但它的合并尚未结束。

当两个像这样的巨大天体合并时,它们会在合并的过程中抛弃一些物质。这些物质让天文学家获悉,Gz9p3是最遥远的合并星系之一。

z9p3是在宇宙诞生5亿年后的最大星系,也是当时正在合并中最明亮的星系。左边的图片呈现它的中心区域有两个核心。(University of Melbourne)

藉由韦伯太空望远镜,天文学家进一步检视Gz9p3的光谱,便可得知该星系内部的恒星组成。这样的光谱学非常精细,可以让他们看到这些古老恒星的特征。

在光谱中侦测到的特定元素(包括硅、碳和铁)显示,这样的古老恒星群一定存在,才能让该星系充满大量的化学物质。

对于Gz9p3的观测表明,在宇宙初期,星系能藉由合并很快地累积质量,而其恒星形成的效率高于人们所预期的。

该团队说,经由韦伯太空望远镜对Gz9p3与其它星系的观测正使天文学家调整宇宙初期的模型。

研究人员博伊特(Kit Boyett)说:“我们的宇宙学不一定是错误的,但我们对星系如何迅速形成的认知可能是错误的,因为它们比我们相信的更巨大。”

他说,随着越来越多星系被观测到,研究宇宙初期的天文学家正从探索阶段进入到有足够样本可以开始建立和修正新模型的阶段。

上述研究成果于3月7日发表在《自然-天文学》(Nature Astronomy)期刊上。(大纪元)