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早期宇宙中活躍形成的星系以冷氣體為食
桑間濮上網2025-12-08 01:53:47【綜合】6人已圍觀
簡介神秘的地球uux.cn）據美國宇航局戈達德太空飛行中心）：研究人員分析了美國國家航空航天局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的數據，確定了宇宙只有4億至6億年歷史時可能正在活躍形成的三個星系。韋布的數據顯示，這些
（神秘的早期中活地球uux.cn）據美國宇航局（戈達德太空飛行中心）：研究人員分析了美國國家航空航天局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的數據，確定了宇宙只有4億至6億年歷史時可能正在活躍形成的宇宙躍形三個星系。韋布的星系數據顯示，這些星系周圍都是冷氣氣體，研究人員懷疑這些氣體幾乎是早期中活純氫和氦，這是宇宙躍形宇宙中最早存在的元素。韋布的星系儀器非常靈敏，能夠探測到這些星系周圍異常數量的冷氣致密氣體。這種氣體最終可能會為星系中新恒星的早期中活形成提供燃料。
丹麥哥本哈根大學宇宙黎明中心天體物理學助理教授、宇宙躍形主要作者卡斯珀·海因茨解釋道：“這些星系就像是星系中性不透明氣體海洋中閃閃發光的島嶼。如果沒有韋布，冷氣我們將無法觀察到這些非常早期的早期中活星系，更不用說了解它們的宇宙躍形形成了。”
“我們正在遠離星系作為孤立生態系統的星系畫面。在宇宙歷史的這個階段，星系都與星系間介質有著密切的聯系，其細絲和原始氣體的結構，”合著者、也是DAWN的博士生Simone Nielsen補充道。
早期宇宙中的星系形成（藝術家概念）。這幅圖顯示了一個星系在大爆炸后僅數億年就形成了，當時在再電離時代，氣體是透明和不透明的混合物。來自美國國家航空航天局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的數據顯示，冷氣體正在落在這些星系上。圖像：uux.cn/NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted（STScI）
在韋布的圖像中，星系看起來像微弱的紅色斑點，這就是為什么被稱為光譜的額外數據對團隊的結論至關重要。這些光譜表明，來自這些星系的光正被大量的中性氫氣吸收。“這種氣體一定非常廣泛，覆蓋了銀河系的很大一部分，”合著者、DAWN教授Darach Watson說。“這表明我們正在看到中性氫氣聚集成星系。這些氣體將繼續冷卻、聚集并形成新的恒星。”
宇宙在大爆炸后數億年的一個被稱為再電離時代的時期是一個非常不同的地方。恒星和星系之間的氣體在很大程度上是不透明的。宇宙中的氣體在大爆炸后大約10億年才完全透明。星系的恒星有助于加熱和電離周圍的氣體，使氣體最終變得完全透明。
通過將韋布的數據與恒星形成模型相匹配，研究人員還發現這些星系主要由年輕恒星組成。Watson補充道：“我們看到大型氣體庫的事實也表明，這些星系還沒有足夠的時間形成大部分恒星。”。
這只是開始
韋布不僅實現了推動其開發和發射的任務目標，而且正在超越這些目標。“在韋布之前，這些遙遠星系的圖像和數據是不可能獲得的，”合著者、DAWN副教授Gabriel Brammer解釋道。“此外，當我們第一次看到這些數據時，我們對我們將要發現的東西有著很好的感覺——我們幾乎是靠眼睛發現的。”
還有許多問題需要解決。具體地說，氣體在哪里？有多少位于星系中心附近——或者星系外圍？氣體是原始的還是已經被較重的元素占據了？未來將有重大研究。海因茨說：“下一步是建立星系的大型統計樣本，并詳細量化其特征的普遍性和突出性。”。
由于韋布的宇宙演化早期釋放科學（CEERS）調查，研究人員的發現成為可能，該調查包括望遠鏡NIRSpec（近紅外光譜儀）的遙遠星系光譜，并作為韋布早期釋放科學計劃的一部分立即發布，以支持此類發現。
這項研究已發表在2024年5月24日的《科學》雜志上。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡是世界上首屈一指的空間科學天文臺。韋布正在解開我們太陽系中的謎團，展望其他恒星周圍的遙遠世界，探索我們宇宙的神秘結構和起源以及我們在其中的位置。韋布是由美國國家航空航天局及其合作伙伴歐空局和加拿大航天局領導的一個國際項目。
丹麥哥本哈根大學宇宙黎明中心天體物理學助理教授、宇宙躍形主要作者卡斯珀·海因茨解釋道：“這些星系就像是星系中性不透明氣體海洋中閃閃發光的島嶼。如果沒有韋布，冷氣我們將無法觀察到這些非常早期的早期中活星系，更不用說了解它們的宇宙躍形形成了。”
“我們正在遠離星系作為孤立生態系統的星系畫面。在宇宙歷史的這個階段，星系都與星系間介質有著密切的聯系，其細絲和原始氣體的結構，”合著者、也是DAWN的博士生Simone Nielsen補充道。
早期宇宙中的星系形成（藝術家概念）。這幅圖顯示了一個星系在大爆炸后僅數億年就形成了，當時在再電離時代，氣體是透明和不透明的混合物。來自美國國家航空航天局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的數據顯示，冷氣體正在落在這些星系上。圖像：uux.cn/NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted（STScI）
在韋布的圖像中，星系看起來像微弱的紅色斑點，這就是為什么被稱為光譜的額外數據對團隊的結論至關重要。這些光譜表明，來自這些星系的光正被大量的中性氫氣吸收。“這種氣體一定非常廣泛，覆蓋了銀河系的很大一部分，”合著者、DAWN教授Darach Watson說。“這表明我們正在看到中性氫氣聚集成星系。這些氣體將繼續冷卻、聚集并形成新的恒星。”
宇宙在大爆炸后數億年的一個被稱為再電離時代的時期是一個非常不同的地方。恒星和星系之間的氣體在很大程度上是不透明的。宇宙中的氣體在大爆炸后大約10億年才完全透明。星系的恒星有助于加熱和電離周圍的氣體，使氣體最終變得完全透明。
通過將韋布的數據與恒星形成模型相匹配，研究人員還發現這些星系主要由年輕恒星組成。Watson補充道：“我們看到大型氣體庫的事實也表明，這些星系還沒有足夠的時間形成大部分恒星。”。
這只是開始
韋布不僅實現了推動其開發和發射的任務目標，而且正在超越這些目標。“在韋布之前，這些遙遠星系的圖像和數據是不可能獲得的，”合著者、DAWN副教授Gabriel Brammer解釋道。“此外，當我們第一次看到這些數據時，我們對我們將要發現的東西有著很好的感覺——我們幾乎是靠眼睛發現的。”
還有許多問題需要解決。具體地說，氣體在哪里？有多少位于星系中心附近——或者星系外圍？氣體是原始的還是已經被較重的元素占據了？未來將有重大研究。海因茨說：“下一步是建立星系的大型統計樣本，并詳細量化其特征的普遍性和突出性。”。
由于韋布的宇宙演化早期釋放科學（CEERS）調查，研究人員的發現成為可能，該調查包括望遠鏡NIRSpec（近紅外光譜儀）的遙遠星系光譜，并作為韋布早期釋放科學計劃的一部分立即發布，以支持此類發現。
這項研究已發表在2024年5月24日的《科學》雜志上。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡是世界上首屈一指的空間科學天文臺。韋布正在解開我們太陽系中的謎團，展望其他恒星周圍的遙遠世界，探索我們宇宙的神秘結構和起源以及我們在其中的位置。韋布是由美國國家航空航天局及其合作伙伴歐空局和加拿大航天局領導的一個國際項目。
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