【正見新聞網2024年06月04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所在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。
據太空網(space.com)2024年5月30日報導，韋伯望遠鏡 (JWST) 發現了兩個迄今為止最早、最遙遠的星系，繼續打破其之前創下的紀錄。最遠的星系 JADES-GS-z14-0 是大爆炸後約 3 億年的樣子，比之前的記錄保持者至少早 1 億年。
JADES-GS-z14-0 並不是唯一的星系。它與另一個星系 JADES-GS-z14-1 一起被發現，後者距離我們幾乎一樣遠，在人類迄今發現的 最早星系排名中位居第二。
這兩項發現分別於 2023 年 10 月和 2024 年 1 月宣布，是韋伯望遠鏡高級深海河外星系巡天 (JADES) 計劃的一部分，推動的宇宙黎明持續調查的最新進展。JADES 旨在提供重要見解，了解在 138 億年前的宇宙非常年輕時，原始星系中的恆星、氣體和黑洞是如何演化的。
團隊成員、卡夫利宇宙學研究所科學家弗朗西斯科·德尤金尼奧(Francesco D』Eugenio)在一份聲明中表示：「這些星系加入了宇宙歷史前 5 億年中數量雖少但不斷增長的星系群，我們可以真正探索這些星系的恆星群及其內部化學元素的獨特模式。」
韋伯望遠鏡觀測到的星系 JADES-GS-z14-0 是迄今為止發現的最遙遠、最早的星系。圖片來源：NASA/ESA/CSA/STScI/B. Robertson(加州大學聖克魯斯分校)/B. Johnson(CfA)/S.Tacchella(劍橋)/P. Cargile(CfA)。
JADES-GS-z14-0 的引人注目之處不僅在於它距離有多遠，以及它存在的時間有多早。這個「宇宙黎明」星系的寬度約為 1,600 光年，其巨大和明亮程度也令人驚嘆。
哈佛和史密森尼天體物理中心 (CfA) 的 JADES 團隊負責人丹尼爾·艾森斯坦 (Daniel Eisenstein) 表示： 「該星系的大小清楚地證明，大部分光線是由大量年輕恆星產生的，而不是由落入星系中心超大質量黑洞的物質產生的，黑洞落入該星系中心會使星系看起來小得多。」
JADES-GS-z14-0 的極端亮度以及其光度由年輕恆星驅動的事實意味著該星系代表了迄今為止發現的早期宇宙中大型質量星系快速形成的最顯著證據。
JADES團隊成員、加州大學聖克魯斯分校研究員本·詹森(Ben. Johnson)補充道，JADES-GS-z14-0 顯示早期宇宙中的星系形成非常迅速且激烈。
「韋伯望遠鏡將使我們能夠發現更多這樣的星系，也許可以發現宇宙更年輕時的星系，」他說。「這是研究星系如何開始的絕佳機會。」
由於其儀器（特別是其主成像儀近紅外照相機 (NIRCam)）具有很高的紅外靈敏度，韋伯望遠鏡擅長觀察早期星系 。
這些宇宙黎明星系發出的光具有與來自銀河系附近星系的光相似的各種波長。經過數十億光年的旅程，這些光變成了電磁波譜近紅外和紅外區域的低能長波長光。
宇宙的結構本身正在膨脹，當光穿過宇宙時，其波長也會隨之變長。這導致光「移位」到電磁波譜的紅端，因此這種現象被稱為「紅移」。
距離較遠的星系在它們的光到達我們之前必須穿越更多的空間（隨著膨脹，這些空間被拉伸），因此，它們的光會經歷更多的紅移。JADES-GS-z14-0 的紅移為z = 14.32 ，而之前最遠的星系 JADES-GS-z13-0 的紅移為z = 13.2 ，這意味著它存在於大爆炸後 4 億年。顯然，這個新發現的星系打破了這一記錄，韋伯望遠鏡又將時間回溯了1 億年左右。
「JADES-GS-z14-0 現在成為這種現象的原型，」JADES 合作團隊成員斯蒂翻諾.卡尼亞尼(Stefano Carniani)說道。「宇宙能在短短 3 億年內形成這樣的星系，真是令人驚嘆。」
另一個驚喜是在 JADES-GS-z14-0 中發現氧氣。恆星在其一生中會形成比氫和氦更重的元素，然後在這些恆星爆炸時散布到整個星系中。在 JADES-GS-z14-0 中觀察到氧氣可能表明，在這個非常早期的星系中，至少有一代恆星已經生存並死亡。
「所有這些觀測結果都告訴我們，JADES-GS-z14-0 並不像理論模型和計算機模擬所預測的存在於極早期宇宙中的星系類型，」斯圖爾特天文台和亞利桑那大學的 JADES 研究員傑克·赫爾頓 (Jake Helton) 說道。「根據觀測到的光源亮度，我們可以預測它在宇宙時間中會如何增長，到目前為止，我們還沒有在我們調查中觀測到的數百個高紅移星系中找到任何合適的類似物。」
赫爾頓補充說，鑒於韋伯太空望遠鏡尋找 JADES-GS-z14-0 時搜索的天空區域相對較小，它的發現對我們在早期宇宙中看到的明亮星系的預測數量具有深遠的影響。
「在未來十年內，天文學家很可能會利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發現許多這樣的明亮星系，甚至可能在更早的時候，」他總結道。「我們很高興看到宇宙黎明時存在的星系的非凡多樣性！」
資料來源：
https://www.space.com/james-webb-space-telescope-two-oldest-most-distant-galaxies