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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:2023-12-16 13:49:23

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电子场图像,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,它们与图像中的红点相距较远,新星系更大,看起来像一个珍珠和绒毛球今天(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,我们唯一能了解到这一时间,并有可能进一步了解早期银河系形成和生长的理论是与非常遥远的星系有关的,”第一作者、美国科学院博士后、进行这项研究的JWSTUNCOVER(Epochof Reionization之前的超深度NIRSpec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能证实这一极端情况。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行进才能到达地球,所以它提供了一个通向过去的窗口JWST探测到的恒星估计是由两个星系发射的,这两个星系的宇宙年龄约为3.3亿年,行进了约13年40亿光年,用于JWST但是,有研究表明,由于宇宙在这段时间内的扩张,银河系目前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,光穿过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,这两个星系被认为比三个星系大,而这三个星系通常位于这些极端状态其中一个是大约2000光年的六倍大相比之下,银河系大约有10万光年宽,但是,王说,尽管银河系已经被压缩得很厉害,所以令人惊讶的是,银河系是巨大的

王说:“以前在这些距离上发现的星系是放射源——它们看起来像是一幅古老的图像。”“但它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。这包括了在形成后的时间里,由于形状的不同或发生了什么,但星系性质的多样性确实很有趣。这两种星系很可能是由类似的材料形成的,但它们有着与另一种截然不同的标志。”

这两个星系在Pandora星团中拥有大量60000个光源,这是JWST在2022年科学运行的第一年拍摄的第一张深场图像之一之所以选择这个空间区域,部分是因为它位于几个星系团的后面,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

在几个月内,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——这是一张详细说明每个波长的光照量的图

Lejas说:“对于现有的X射线,严重的差异是由不同的方法引起的,并且有它们的优势和劣势。”“事实上,我们指向了这个巨大的巨大的视角,这给了我们一个可信的深度窗口,但这是我们掷骰子时的一个非常小的窗口。有好几个日期是决定性的,这是一个新的利益实体的案例——这是一种更接近我的超现实主义。但我们很幸运,我们转向了古老的超现实。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才能形成第一个星系,但确认它们的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模式。”

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:“我们在这个区域有一个窗口,即使JWST有能力,我们也不能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交的关于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检查的范围,这在很大程度上是第一年的命运。压力很大,因为我们只有两个月的时间来确定后续检查的对象。但JWST是为了找到第一个样本而建的,这很令人兴奋。”


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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