韋伯觀測到正在合併的古老星系 挑戰現代星系演化理論

莫心海

【正見新聞網2024年03月16日】

【編者注】宇宙的浩渺對人類永遠是個迷,無從知道其實質。現代天文學所認識到的只是用現代高科技捕捉到的天體在人類空間能觀察到的變化瞬間,科學家抓住這一刻的觀測數據,提出理論,假說,象盲人摸象,難以窺探到整體和其本質所在。如果只在人類這個空間去探索宇宙的奧秘,終歸是竹籃打水一場空。希望讀者從現代天文的發現中,能思考宇宙、人體、生命的真正意義何在。

據澳洲公眾科學網(https://www.scienceinpublic.com.au/)2024年3月13日報導,一個國際研究小組對有史以來最早的星系合併進行了前所未有的詳細觀測。經過研究他們認為早期宇宙恆星的發展速度比我們想像的要快得多,效率也高得多。

他們使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 (JWST) 觀測到了這個巨大物體,它在大爆炸後大約 130 億年前就存在了。

「當我們進行這些觀測時,這個星系的質量是宇宙早期發現的任何其他星系的十倍,」來自墨爾本大學的 ASTRO 3D 第一星系研究員吉特.波葉特(Kit Boyett) 博士說。他是今天發表在《自然天文學》上的一篇論文的主要作者。

JWST 於 2021 年發射,使天文學家能夠以以前不可能的方式觀察早期宇宙。通過哈勃太空望遠鏡等早期望遠鏡顯示為單光點的物體正在揭示它們的複雜性。

韋伯望遠鏡觀察導的最早星系合併,右上插圖為其它望遠鏡觀察到的另一個早期星系

ASTRO 3D(澳洲 3 維天空天體物理卓越中心) 第一星系主題負責人兼墨爾本大學節點負責人 米歇爾·特雷蒂(Michele Treenti) 教授表示:「JWST 能夠提供可觀測宇宙邊緣星系的詳細視圖,從而讓我們回到過去,這真是令人驚嘆。」 「這個太空天文台正在改變我們對早期星系形成的理解」特倫蒂教授補充道。

本文中的觀測結果顯示,這個星系由多個星系團組成,其中主星系團有兩個組成部分,並且有一條長尾,這表明兩個星系正在合併成一個更大的星系。「合併還沒有完成。我們可以通過我們仍然看到兩個組件的事實來說明這一點。長尾很可能是由於合併過程中一些物質被拋棄而產生的。當兩個星系合併時,他們就會拋棄一些東西。因此,這告訴我們存在合併,而且這是有史以來距離最遠的合併,」博耶特博士說。

使用 JWST 進行的這一觀測和其他觀測正在促使天體物理學家調整他們對宇宙早期的模型。

博耶特博士說:「通過詹姆斯·韋伯,我們在早期宇宙中看到的物體比我們預期的要多,而且這些物體的質量也比我們想像的要大。」 「我們的宇宙學不一定是錯誤的,但我們對星系形成速度的理解可能是錯誤的,因為它們的質量比我們想像的要大。」

博耶特博士的團隊的發現表明,這些星系能夠通過合併如此快速地積累質量。

但令博耶特博士感到驚訝的不僅僅是星系的大小和它們生長的速度。他的論文首次描述了構成合併星系的恆星數量——這是 JWST 實現的另一個細節。

「當我們將光譜分析與成像進行比較時,我們發現了兩個不同的東西。圖像告訴我們恆星很年輕,但光譜顯示的恆星相當古老。但事實證明兩者都是正確的,因為我們的恆星群不是一組而是兩組,」博耶特說。

「舊恆星群已經存在很長時間了,我們相信發生的事情是星系合併產生了新的恆星,這就是我們在成像中看到的——新恆星位於舊恆星群之上。」

大多數對這些非常遙遠的天體的研究都顯示出非常年輕的恆星,但這是因為年輕的恆星更亮,因此它們的光在成像數據中占主導地位。然而,JWST 允許進行如此詳細的觀察,從而可以區分兩個種群。

「事實上,光譜是如此詳細,我們可以看到老恆星的微妙特徵,這告訴我們實際上那裡的東西比你想像的要多,」博耶特博士說。

「這並不奇怪,我們知道,在宇宙的歷史上,由於各種原因,會出現新恆星形成的高峰,這會導致多個種群的出現。

「但這是我們第一次在這麼遠的距離真正看到它們。」

資料來源:

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

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