掃描美國(guó)宇航局詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡 (JWST) 拍攝的早期星系的第一張圖像時(shí)，康奈爾大學(xué)的天文學(xué)家在其外緣附近發(fā)現(xiàn)了一團(tuán)光。

他們最初的焦點(diǎn)，也是紅外天文臺(tái)的目標(biāo)，是SPT0418-47，它是早期宇宙中最亮的塵埃星系之一，它的遠(yuǎn)方光線被前景星系的引力彎曲并放大成一個(gè)圓圈，稱為愛因斯坦環(huán)。

但是，他們深入研究去年秋天發(fā)布的早期JWST圖像數(shù)據(jù)，得到了一個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn)：以前隱藏在前景星系的光之后的一個(gè)伴星系。令人驚訝的是，這個(gè)伴星系似乎已經(jīng)容納了多代恒星，盡管它很年輕，估計(jì)只誕生了14億年。

負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分析的天文學(xué)家說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)星系的化學(xué)成分非常豐富，這是我們沒有人預(yù)料到的。” “JWST改變了我們看待這個(gè)系統(tǒng)的方式，并開辟了新的場(chǎng)所來(lái)研究恒星和星系在早期宇宙中是如何形成的?！?/p>

通過(guò)研究JWST NIRSpec儀器圖像每個(gè)像素中嵌入的光譜數(shù)據(jù)，天文學(xué)家確定了環(huán)內(nèi)的第二個(gè)新光源。他確定這兩個(gè)新光源是一個(gè)新星系的圖像，該圖像被負(fù)責(zé)創(chuàng)建環(huán)的同一個(gè)前景星系引力透鏡化，盡管它們要暗8到16倍——這證明了JWST紅外視覺的力量。

對(duì)光的化學(xué)成分的進(jìn)一步分析證實(shí)，有氫、氮和硫原子的強(qiáng)發(fā)射線顯示出類似的紅移——衡量一個(gè)星系的光隨著距離變遠(yuǎn)而延伸到更長(zhǎng)、更紅的波長(zhǎng)的量。這使得這兩個(gè)星系與地球的距離大致相同——計(jì)算為大約4.2的紅移，或宇宙年齡的大約 10%——并且在同一個(gè)星系。

為了驗(yàn)證他們的發(fā)現(xiàn)，研究人員回到了早期的ALMA觀察。他們發(fā)現(xiàn)電離碳的發(fā)射線與JWST觀察到的紅移非常匹配。

“這真的很明確，”Vishwas說(shuō)?！耙?yàn)槲覀冇袔讞l發(fā)射線移動(dòng)了完全相同的量，所以毫無(wú)疑問(wèn)這個(gè)新星系就是我們認(rèn)為的地方?！?/p>

研究小組估計(jì)，他們標(biāo)記為 SPT0418-SE 的伴星系與環(huán)的距離在5千秒差距以內(nèi)。（麥哲倫星云是銀河系的衛(wèi)星，距離我們大約 50000秒差距。）這種接近表明星系必然會(huì)相互作用，甚至可能合并，這一觀察有助于了解早期星系可能如何演化成較大星系。

這兩個(gè)星系的質(zhì)量與早期宇宙中的星系一樣適中，“SE”相對(duì)較小且塵埃較少，使其看起來(lái)比極度被塵埃遮蔽的環(huán)更藍(lán)。根據(jù)具有相似顏色的附近星系的圖像，研究人員認(rèn)為它們可能存在于“一個(gè)巨大的暗物質(zhì)暈中，其鄰居尚未被發(fā)現(xiàn)”。

考慮到伴星系的年齡和質(zhì)量，最令人驚訝的是它的金屬含量——比氦和氫重的元素?cái)?shù)量，例如碳、氧和氮。該團(tuán)隊(duì)估計(jì)這與我們的太陽(yáng)相當(dāng)，太陽(yáng)已有超過(guò)40億年的歷史，并且從前幾代恒星那里繼承了大部分金屬，這些恒星有80億年壽命。

“我們看到至少幾代恒星在宇宙存在的第一個(gè)十億年內(nèi)生存和死亡的殘余物，這不是我們通?？吹降模盫ishwas說(shuō)?！拔覀兺茰y(cè)在這些星系中形成恒星的過(guò)程一定非常高效并且在宇宙中很早就開始了，特別是為了解釋測(cè)得的氮相對(duì)于氧的豐度，因?yàn)檫@個(gè)比率是衡量恒星代數(shù)的可靠指標(biāo)已經(jīng)生活和死亡?！?/p>

研究人員已經(jīng)提交了一份關(guān)于JWST觀測(cè)時(shí)間的提案，以繼續(xù)研究環(huán)及其伴星，并協(xié)調(diào)光學(xué)和遠(yuǎn)紅外光譜之間觀察到的潛在差異。

研究小組仍在研究這個(gè)星系，這些數(shù)據(jù)還有更多值得探索的地方。