2022年11月22日 星期二

韋伯望遠鏡拍攝到大霹靂後3.5億年的星系,打破最遙遠星系紀錄

天文學家在韋伯太空望遠鏡拍攝巨星系團 Abell 2744 的外圍區域中,發現了迄今所知最遙遠的星系。這些星系並不在星系團中,而是在其背景後面幾十億光年處。標示(1)的星系存在於大霹靂後 4.5億年,(2)的星系在大霹靂後僅 3.5億年。© NASA, ESA, CSA, Tommaso Treu (UCLA); Image Processing: Zolt G. Levay (STScI)

義大利羅馬國家天體物理研究所的 Marco Castellano、哈佛-史密森天體物理中心暨麻省理工學院的 Rohan Naidu,在其發表於 Astrophysical Journal Letters 的兩篇論文中,揭示了兩個異常明亮的遙遠星系,分別存在於宇宙誕生後的4.5億年和3.5億年(紅移約為10.5、12.5),後者編號為 GLASS-z12,打破了 2016 由哈伯望遠鏡發現的最遙遠星系紀錄保持者 GN-z11(紅移 11.1,大霹靂後4億年),成為新的最遙遠星系。這些發現來自韋伯望遠鏡的太空光柵稜鏡透鏡放大巡天計畫(Grism Lens-Amplified Survey from Space, GLASS)。

研究團隊表示,這些早期宇宙中星系的亮度高到出人意料,對現行的星系形成理論構成挑戰。此外這些在大霹靂一億年後即開始聚集形成的星系,是如何在當時擁擠而混亂的環境下形成對稱有序的圓盤狀外觀也令人費解。

天文學家推測,有一種可能是這兩個明亮的星系非常巨大,擁有大量的低質量恆星。另一種可能則是其實這些星系的質量並不大,但由數量不多卻特別明亮,即第三星族的恆星所組成。這類恆星是宇宙最早出現的恆星,完全由氫和氦組成,龐大且明亮。事實上,這些最遙遠的星系非常緊實,從其顏色可判斷當中的恆星缺乏重元素,很符合第三星族恆星應有的特徵。目前這兩個星系的距離是從韋伯望遠鏡的紅外亮度測得,未來將透過光譜進行更精確的測量,並為宇宙標尺提供驗證。

Astrophysical Journal Letters

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