詹姆斯韦伯空间射电望远镜早期卫星图片闪烁解密

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1 个月前

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詹姆斯韦伯空间射电望远镜早期卫星图片奇怪闪烁，现在我们知道为什么

早期宇宙中恒星爆发的星系，原材料通过宇宙空间网逐渐“编织”成星系（图片来源：Aaron M. Geller, 西北大学, CIERA+IT-RCDS）

詹姆斯.韦伯太空望远镜（JWST）在极早期宇宙中发现的明亮星系可能是大质量恒星的爆发产物——研究人员得出结论这些明亮星系在爆发时比多年后被我们观测到更明亮，研究人员也试图通过计算机模拟星系产生初期的形成过程。

当JWST在2022年夏天开始科学运作时，它对宇宙的深度观测很快转向高红移星系，这些星系比天文学家以前看见的任何星系都“出生”更早。实际上，这些星系在宇宙不到40亿年的时候就出现了，而且看起来比标准宇宙模型预测的还要明亮。这使得一些人声称标准模型——描述星系开始时很小，然后在宇宙网中暗物质的细丝和光环的驱动下通过合并逐级增长——一定是错误的。西北大学的克劳德.安德烈和福彻.吉古尔在一个声明中称：“这些星系的发现让人大吃一惊，因为其比预期明亮很多。一般情况下，星系命令是因为其很大，但这些星系是在宇宙星系形成初期，还没有足够时间经历大爆炸，所以究竟是什么让这些大量星系聚集的如此之快呢？

福彻.吉古尔是加州理工学院孙国超的团队成员，他们一起对第一个星系是如何形成的进行模拟。他们发现，与其说JWST预测到的星系很大，不如说它们很明亮，因为其形成过程非常疯狂。模拟成功模拟了星系的亮度和丰度，这些都和JWST观察者早期发现吻合。

孙杨说：“系统不需要那么庞大，但如果恒星形成是爆发式的，那将会产生大量的光，这就是为什么我们看见一些非常明亮的星系。像这样的星爆并不常见，天文学家甚至在今天的星系中见证了它们存在，有时是在和其他星系的碰撞时。这种合并可能会使气体分子被搅动到一个临界点，重力控制迫使气体分裂、坍塌，同时生成一堆恒星。在早期宇宙中，环境相当混乱，第一个星系可能并没有以均匀的速率吸积所有的恒星组成材料。

JWST发现一些遥远的、在它们时代发光的星系的例子。Z是它们的红移量——红移越高，我们看见它们的时间越早。我们看见的是105和125亿年前的星系。（图片来源：航空航天局/欧空局/加空局/加州大学洛杉矶分校）

JWST揭示：

— 这颗TRAPPIST-1 系外行星似乎没有大气层 — 真相是隐藏在它的大气层中

— 瞥见宇宙中最遥远的恒星伊伦德尔

— 可以帮助寻找适合居住的外星世界

在低质量星系中爆发恒星的形成非常常见，我们认为事情发生顺序是这样的，恒星爆炸，几百万年后成为超新星，气体被踢出银河系，然后回落形成新星，这就是星系形成周期。星系早期比现在小的多，并且通过吸收气体云成长，也通过和其他星系合并成长。这样星系变得更大，引力也越大，达到一个点，这样他们可以抓住更多的恒星形成材料，并且稳定了恒星形成的速度。像我们今天银河系的星系就以稳定的速度在形成恒星。