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詹姆斯·韦伯太空望远镜发现的第二遥远星系

本站发布时间:2023-11-20 16:47:37

使用美国国家航空航天局詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的数据,在潘朵拉星团或阿贝尔2744的一个已知区域发现了观测到的第二个和第四个最远的X射线星系根据这幅区域的现场图像,宾夕法尼亚州的一位国际研究人员确认了这些古老的X射线的位置,并使用JWST的最新电子数据——关于穿过电磁波谱的光发射的信息——推断了它们的性质在近330亿光年之外,形成了比早期更遥远的星系更遥远的低亮度星系

根据研究人员的说法,与其他星系不同的是,这些星系在距离图像为红点的地方被固定,新星系更大,看起来像是珍珠和绒毛球今天(11月13日)发表在《天体物理杂志快报》上的一篇文章

“Verylittle知道早期的银河系,了解这一时间的唯一途径是了解早期星系形成和生长的可能性,”第一作者、宾夕法尼亚州立大学科学学院博士后、进行这项研究的JWSTUNCOVER(Epochof Reionization之前的UltradeepNIRSpec和NIRCAMObserVations)团队成员王冰洁说“在我们的分析之前,我们发现只有三个星系在这种极端情况下被证实。对这些新星系及其性质的研究揭示了早期星系的多样性,以及从它们身上学到了多少。”

因为来自这些星系的光必须旅行才能到达地球,所以它为过去提供了一个窗口JWST首次探测到的恒星估计是由两个星系发射的,这两个星系的年龄约为3.3亿年,旅行了约13年40亿光年,用于JWST但是,研究表明,由于宇宙的扩张,目前地球上的星系距离地球的距离将减少330亿光年

“来自这些星系的光是古老的,大约是地球的三倍,”宾夕法尼亚州快速流行病和灾难学助理教授、UNCOVER成员JoelLeja说“这两个星系是发光的,光穿透了构成星系的每一个稀薄的氢气体。正是通过它们的光,我们才能开始了解控制星系的缺陷物理。”

值得注意的是,在这些极端情况下,两个星系被认为比三个星系大其中一个是大约2000光年的六倍大相比之下,MilkyWay大约有10万光年宽,但是,王说,早期的宇宙似乎已经被压缩了,所以令人惊讶的是,星系是巨大的

王说:“以前在这些距离上发现的星系是放射源——它们看起来像是一个小图像。”“但我们中的一个看起来很长,几乎像一个圆环,另一个看起来像一个火球。这包括,如果在形成后的时间里,人们会发现不同的形状,或者发生了什么,那么星系性质的多样性确实很有趣。这两种星系很可能会形成类似的材料,但它们之间有着明显的不同。”

这两个星系在Pandora星团中拥有大量60000个光源,这是JWST在2022年的第一次深场成像,也是其科学运作的第一年之所以选择这个空间区域,部分是因为它位于几个星系团后面,这些星系团产生了一种称为引力的放大效应星团的引力组合质量扭曲了周围的空间,聚焦并放大了经过附近的光线,并在星团后面提供了更大的视角

几个月后,UNCOVER团队将60000个光源缩小到700个候选光源,以进行后续研究,其中八个光源可能来自更强大的星系然后,JWST再次指向Pandora的集群,记录候选人的光谱——这是一张关于每个波长的发光量的详细照片

Lejas说:“对于现有的X射线,严重的差异导致了胸部的不同,也有它们的长处和短处。”“事实上,我们指向了这个巨大的巨大的空间,这给了我们一个可信的深度窗口,但这是一个非常小的窗口,我们正在掷骰子。七个日期都是决定性的,这是一种新的利益实体——这是一件非常接近我的超科学的事情。但我们很幸运,我们转向了古老的科学。这太不可思议了。”

研究人员建立了详细的模型来推断早期星系在发射JWST探测到的光线时的性质正如我们所观察到的那样,这两个星系都很年轻,成分中的金属含量很少,而且正在迅速增长并活跃地形成恒星

Lejas说:“在融合的过程中,第一元素被重新聚集在地球的中心。”“这让我们确信,早期的星系并没有那么重的物质,因为它们是构建这些物质的最初因素。当然,它们必须是年轻的恒星形成才能成为第一个星系,但确认这些性质是对地球模型的重要基础测试,有助于确定大爆炸理论的空洞。”

研究表明,除了引力之外,JWST强大的基础设施仪器应该能够探测到距离更远的星系,如果存在的话

Lejas说:“我们有一个进入这个区域的窗口,即使JWST有能力,我们也不会为这两个星系之外的任何东西服务。”“这可能意味着星系在此之前没有形成,这意味着我们不会在更远的地方找到任何东西。Orit可能意味着我们没有通过我们的小窗口。”

这项工作是在科学运作的第一年向美国国家航空航天局提出的关于JWST的成功建议的结果在提交的前三个周期中,美国国家航空航天局收到了比可用提案更多的提案,观察到伸缩操作允许和必须只选择这些提案的一部分

Lejas说:“我们的团队非常兴奋,非常惊讶,我们的提议被接受了。”“它涉及到协调、快速的人道主义行动和两次对目标的精确定位,这在第一年几乎是致命的。压力很大,因为我们只有两个月的时间来确定后续行动的目标。但JWST是为了找到第一个目标而建的,它非常令人兴奋。”


来源:

Materials provided by
Penn State. Original written by Gail McCormick.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Bingjie 冰洁 Wang 王, Seiji Fujimoto, Ivo Labbé, Lukas J. Furtak, Tim B. Miller, David J. Setton, Adi Zitrin, Hakim Atek, Rachel Bezanson, Gabriel Brammer, Joel Leja, Pascal A. Oesch, Sedona H. Price, Iryna Chemerynska, Sam E. Cutler, Pratika Dayal, Pieter van Dokkum, Andy D. Goulding, Jenny E. Greene, Y. Fudamoto, Gourav Khullar, Vasily Kokorev, Danilo Marchesini, Richard Pan, John R. Weaver, Katherine E. Whitaker, Christina C. Williams.
    UNCOVER: Illuminating the Early Universe—JWST/NIRSpec Confirmation of z > 12 Galaxies. The Astrophysical Journal Letters, 2023; 957 (2): L34 DOI: 10.3847/2041-8213/acfe07

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