<p>掃描美國宇航局詹姆斯韋伯太空望遠鏡 (JWST) 拍攝的著名早期星系的第一張圖像時，康奈爾大學的天文學家很感興趣地在其外緣附近看到了一團光。</p> <p><br />他們最初的焦點，也是紅外天文臺的目標，是 SPT0418-47，它是早期宇宙中最亮的塵埃星系之一，它遙遠的光線被前景星系的引力彎曲并放大成一個圓圈，稱為愛因斯坦環(huán)。</p> <p><br />但是，深入研究去年秋天發(fā)布的早期 JWST 數(shù)據(jù)，我們得到了一個偶然的發(fā)現(xiàn)：一個伴星系以前隱藏在前景星系的光之后，令人驚訝的是，這個伴星系似乎已經(jīng)容納了多代恒星，盡管它很年輕，估計只有 1.4 顆恒星。</p> <p><br />&ldquo;我們發(fā)現(xiàn)這個星系的化學成分非常豐富，這是我們沒有人預料到的，&rdquo;負責數(shù)據(jù)分析的天文學博士生彭博說。&ldquo;JWST 改變了我們看待這個系統(tǒng)的方式，并開辟了新的場所來研究恒星和星系在早期宇宙中是如何形成的。&rdquo;</p> <p><br />Peng 是&ldquo;在 JWST 早期發(fā)布科學數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)塵埃、化學成熟的 z~4 Starburst 星系伴星&rdquo;的主要作者，該論文于 2 月 17 日發(fā)表在《天體物理學雜志快報》上，八位合著者是現(xiàn)任或前任成員文理學院天文系主任。</p> <p><br />智利的阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列 (ALMA) 捕獲的同一個愛因斯坦環(huán)的早期圖像包含由 JSWT 清楚地分辨出的伴星的跡象，但它們只能被解釋為隨機噪聲，Amit Vishwas博士說.D.&nbsp;'19，康奈爾天體物理學和行星科學中心 (CCAPS)的助理研究員，也是該論文的第二作者。</p> <p><br />通過研究 JWST NIRSpec 儀器圖像每個像素中嵌入的光譜數(shù)據(jù)，Peng 確定了環(huán)內(nèi)的第二個新光源。他確定這兩個新來源是一個新星系的圖像，該星系被負責創(chuàng)建環(huán)的同一個前景星系引力透鏡化，盡管它們要暗 8 到 16 倍&mdash;&mdash;這證明了 JWST 紅外視覺的力量。</p> <p><br />對光的化學成分的進一步分析證實，來自氫、氮和硫原子的強發(fā)射線顯示出類似的紅移&mdash;&mdash;衡量一個星系隨著距離越來越遠，有多少光延伸到更長、更紅的波長。這使得這兩個星系與地球的距離大致相同&mdash;&mdash;計算為大約 4.2 的紅移，或宇宙年齡的 10% 左右&mdash;&mdash;并且在同一鄰域內(nèi)。</p> <p><br />為了驗證他們的發(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。<br />&ldquo;這真的很明確，&rdquo;Vishwas 說。&ldquo;因為我們有幾條發(fā)射線移動了完全相同的量，所以毫無疑問這個新星系就是我們認為的地方。&rdquo;</p> <p><br />研究小組估計，他們標記為 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 50 千秒差距。）這種接近表明星系必然會相互作用，甚至可能會合并，這一觀察有助于了解早期星系可能如何演化成較大的。</p> <p><br />與早期宇宙中的星系相比，這兩個星系的質(zhì)量適中，&ldquo;SE&rdquo;相對較小且塵埃較少，使其看起來比被塵埃極度遮蔽的環(huán)更藍。根據(jù)具有相似顏色的附近星系的圖像，研究人員認為它們可能存在于&ldquo;一個巨大的暗物質(zhì)暈中，其鄰居尚未被發(fā)現(xiàn)。&rdquo;</p> <p><br />考慮到這些星系的年齡和質(zhì)量，最令人驚訝的是它們的成熟金屬量&mdash;&mdash;比氦和氫重的元素數(shù)量，如碳、氧和氮&mdash;&mdash;團隊估計它們與我們的太陽相似。太陽大約有 40 億年的歷史，它的大部分金屬都是從前幾代恒星那里繼承下來的，大約有 80 億年的時間形成，與此相比，我們在宇宙還不到 15 億年的時候觀察這些星系歲。</p> <p><br />&ldquo;我們看到至少幾代恒星在宇宙存在的第一個十億年內(nèi)生存和死亡的殘余物，這不是我們通常看到的，&rdquo;Vishwas 說。&ldquo;我們推測在這些星系中形成恒星的過程一定非常有效并且在宇宙中很早就開始了，特別是為了解釋測得的氮相對于氧的豐度，因為這個比率是衡量恒星代數(shù)的可靠指標活過也死過。&rdquo;</p> <p><br />研究人員已經(jīng)提交了一份關(guān)于 JWST 觀測時間的提案，以繼續(xù)研究環(huán)及其伴星，并協(xié)調(diào)光學和遠紅外光譜之間觀察到的潛在差異。</p> <p><br />&ldquo;我們?nèi)栽谘芯窟@個星系，&rdquo;彭說。&ldquo;這些數(shù)據(jù)還有更多值得探索的地方。&rdquo;</p> <p><br />該團隊感謝早期發(fā)布的科學計劃，該計劃使公眾可以立即獲得 JWST 數(shù)據(jù)，該計劃稱為模板：瞄準極度放大的全色透鏡弧及其延伸的恒星形成，該計劃由天文臺運營項目科學家 NASA 天體物理學家 Jane Rigby 領(lǐng)導。</p> <p><br />除了 Peng 和 Vishwas，該研究的合著者還有CCAPS 的研究員Thomas Nikola ；戈登斯泰西博士&nbsp;'85，天文學教授；博士生Catie Ball和Christopher Rooney；和Henrik Spoon，CCAPS 的訪問科學家和康奈爾大學圖書館克拉克物理科學圖書館的物理、天文學和數(shù)學圖書管理員；&nbsp;來自威諾納州立大學的 Carl Ferkinhoff 博士&nbsp;'14，物理學副教授和 Cody Lamarche，博士&nbsp;'19，物理學兼職教授。</p> <p><br />該研究得到了國家科學基金會的支持。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p> </blockquote>