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天文学家证实梅西星系是有史以来最早观测到的星系之一

摘要 多亏了詹姆斯·韦伯太空望远镜,天文学家们竞相寻找一些有史以来最早的星系,现在已经证实,去年夏天首次发现的一个星系实际上是迄今为止发...

多亏了詹姆斯·韦伯太空望远镜,天文学家们竞相寻找一些有史以来最早的星系,现在已经证实,去年夏天首次发现的一个星系实际上是迄今为止发现的最早的星系之一。研究结果发表在《自然》杂志上。

自首次探测到梅西星系以来的后续观测表明,它来自大爆炸后 3.9 亿年。尽管这并不像德克萨斯大学奥斯汀分校天文学家史蒂文·芬克尔斯坦领导的团队去年夏天首次估计的那么早,但它仍然是最早观测到的四个已确认的星系之一。

德克萨斯大学奥斯汀分校天文学教授、《JWST》一书的作者芬克尔斯坦说:“梅西星系的令人兴奋之处在于,它是 JWST 发现的第一批遥远星系之一,而且在这组星系中,它是第一个真正得到光谱证实的星系。” 《自然》杂志的论文和宇宙演化早期发布科学调查(CEERS)的首席研究员。他以女儿的名字命名了这个星系,因为它是在她生日那天被发现的。

最新的分析由第一作者 Pablo Arrabal Haro 领导,他是美国国家科学基金会国家光学透视 天文学研究实验室的博士后研究员。除了芬克尔斯坦之外,来自德克萨斯大学奥斯汀分校的合著者还有凯特琳·凯西 (Caitlin Casey)、米凯拉·巴格利 (Micaela Bagley)、凯瑟琳·乔洛斯基 (Katherine Chworowsky) 和藤本诚二 (Seiji Fujimoto)。

CEERS 团队目前正在评估大约 10 个其他星系,这些星系的时代可能比 Maisie 的时代还要早。

太空中的物体不会打上时间戳。为了推断我们观察到的光何时离开物体,天文学家测量了它的红移,即由于物体远离我们的运动而改变的颜色量。因为我们生活在一个不断膨胀的宇宙中,我们看的时间越远,物体的红移就越高。

对红移(以及大爆炸之后的时间)的最初估计是基于光度测量,即使用少量宽频滤波器测量图像中的光亮度。这些估计是利用 CEERS 在最初分配给望远镜第一个观测季节的时间内收集的数据做出的。为了获得更准确的估计,CEERS 团队申请使用 JWST 的光谱仪器 NIRSpec 进行后续测量,该仪器将物体的光分成许多不同的窄频率,以更准确地识别其化学成分、热量输出、固有亮度和相对运动。根据最新的光谱分析,梅西星系的红移为 z=11.4。

这项研究还考察了CEERS-93316,这是一个最初由爱丁堡大学领导的团队在公开的 CEERS 数据中发现的星系,最初估计是在大爆炸后令人惊叹的 2.5 亿年后被观测到的。经过进一步分析,研究小组发现 CEERS-93316 的红移更为温和,为 z=4.9,相当于大爆炸后约 10 亿年。

事实证明,CEERS-93316 中的热气体在与氧和氢相关的几个狭窄频带内发出了如此多的光,使得星系看起来比实际情况要蓝得多。这种蓝色的演员模仿了芬克尔斯坦和其他人预计在非常早期的星系中看到的标志性特征。这是由于光度测量方法的一个怪癖,该怪癖只发生在红移约为 4.9 的物体上。芬克尔斯坦说这是一个运气不好的例子。

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