韦伯观测到正在合并的古老星系 挑战现代星系演化理论

莫心海

【正见新闻网2024年03月16日】

【编者注】宇宙的浩渺对人类永远是个迷,无从知道其实质。现代天文学所认识到的只是用现代高科技捕捉到的天体在人类空间能观察到的变化瞬间,科学家抓住这一刻的观测数据,提出理论,假说,象盲人摸象,难以窥探到整体和其本质所在。如果只在人类这个空间去探索宇宙的奥秘,终归是竹篮打水一场空。希望读者从现代天文的发现中,能思考宇宙、人体、生命的真正意义何在。

据澳洲公众科学网(https://www.scienceinpublic.com.au/)2024年3月13日报导,一个国际研究小组对有史以来最早的星系合并进行了前所未有的详细观测。经过研究他们认为早期宇宙恒星的发展速度比我们想象的要快得多,效率也高得多。

他们使用詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 观测到了这个巨大物体,它在大爆炸后大约 130 亿年前就存在了。

“当我们进行这些观测时,这个星系的质量是宇宙早期发现的任何其他星系的十倍,”来自墨尔本大学的 ASTRO 3D 第一星系研究员吉特.波叶特(Kit Boyett) 博士说。他是今天发表在《自然天文学》上的一篇论文的主要作者。

JWST 于 2021 年发射,使天文学家能够以以前不可能的方式观察早期宇宙。通过哈勃太空望远镜等早期望远镜显示为单光点的物体正在揭示它们的复杂性。

韦伯望远镜观察导的最早星系合并,右上插图为其它望远镜观察到的另一个早期星系

ASTRO 3D(澳洲 3 维天空天体物理卓越中心) 第一星系主题负责人兼墨尔本大学节点负责人 米歇爾·特雷蒂(Michele Treenti) 教授表示:“JWST 能够提供可观测宇宙边缘星系的详细视图,从而让我们回到过去,这真是令人惊叹。” “这个太空天文台正在改变我们对早期星系形成的理解”特伦蒂教授补充道。

本文中的观测结果显示,这个星系由多个星系团组成,其中主星系团有两个组成部分,并且有一条长尾,这表明两个星系正在合并成一个更大的星系。“合并还没有完成。我们可以通过我们仍然看到两个组件的事实来说明这一点。长尾很可能是由于合并过程中一些物质被抛弃而产生的。当两个星系合并时,他们就会抛弃一些东西。因此,这告诉我们存在合并,而且这是有史以来距离最远的合并,”博耶特博士说。

使用 JWST 进行的这一观测和其他观测正在促使天体物理学家调整他们对宇宙早期的模型。

博耶特博士说:“通过詹姆斯·韦伯,我们在早期宇宙中看到的物体比我们预期的要多,而且这些物体的质量也比我们想象的要大。” “我们的宇宙学不一定是错误的,但我们对星系形成速度的理解可能是错误的,因为它们的质量比我们想象的要大。”

博耶特博士的团队的发现表明,这些星系能够通过合并如此快速地积累质量。

但令博耶特博士感到惊讶的不仅仅是星系的大小和它们生长的速度。他的论文首次描述了构成合并星系的恒星数量——这是 JWST 实现的另一个细节。

“当我们将光谱分析与成像进行比较时,我们发现了两个不同的东西。图像告诉我们恒星很年轻,但光谱显示的恒星相当古老。但事实证明两者都是正确的,因为我们的恒星群不是一组而是两组,”博耶特说。

“旧恒星群已经存在很长时间了,我们相信发生的事情是星系合并产生了新的恒星,这就是我们在成像中看到的——新恒星位于旧恒星群之上。”

大多数对这些非常遥远的天体的研究都显示出非常年轻的恒星,但这是因为年轻的恒星更亮,因此它们的光在成像数据中占主导地位。然而,JWST 允许进行如此详细的观察,从而可以区分两个种群。

“事实上,光谱是如此详细,我们可以看到老恒星的微妙特征,这告诉我们实际上那里的东西比你想象的要多,”博耶特博士说。

“这并不奇怪,我们知道,在宇宙的历史上,由于各种原因,会出现新恒星形成的高峰,这会导致多个种群的出现。

“但这是我们第一次在这么远的距离真正看到它们。”

资料来源:

https://www.scienceinpublic.com.au/media-releases/ancient-galaxy

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