劍橋大學 | 韋伯望遠鏡在尋找遙遠星系方面達到了新的里程碑
指南者留學
2022-12-29 23:03:25
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<p>一個由劍橋大學、赫特福德郡大學和牛津大學的科學家組成的國際天文學家團隊報告說,他們發(fā)現(xiàn)了宇宙中迄今為止確認的最早的星系。</p>
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<p>利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)的數(shù)據(jù),科學家們已經(jīng)證實了對星系的觀測可以追溯到宇宙的早期,也就是大爆炸后不到3.5億年——當時宇宙的年齡只有現(xiàn)在的2%。</p>
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<p>來自JWST的圖像之前已經(jīng)提出了這些早期星系的可能候選者?,F(xiàn)在,它們的年齡已經(jīng)通過長時間的光譜觀測得到了證實,這種觀測通過測量光來確定空間中物體的速度和組成。</p>
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<p>這些觀測揭示了這些極其微弱的星系發(fā)出的少量光的獨特模式,使科學家們能夠確定它們發(fā)出的光花了134億年才到達我們,并證實了它們是觀測到的最早的星系之一。</p>
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<p>科學家們現(xiàn)在還可以證實,其中兩個星系比哈勃望遠鏡觀測到的任何星系都要遠,這突出了JWST探測早期宇宙從未見過的部分的驚人力量和能力。</p>
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<p>來自赫特福德大學的Emma Curtis-Lake博士說:“證明這些星系確實存在于早期宇宙是至關重要的,因為較近的星系很可能偽裝成非常遙遠的星系。”Emma Curtis-Lake博士是有關該發(fā)現(xiàn)的兩篇論文之一的主要作者。“看到我們希望看到的光譜,確認這些星系位于我們視野的真正邊緣,比哈勃望遠鏡能看到的更遠——這是這項任務的一個非常令人興奮的成就!”</p>
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<p>這一發(fā)現(xiàn)是由來自10個國家的80多名天文學家通過JWST高級河外深度巡天計劃(JADES)進行的國際合作得出的。該團隊被分配在望遠鏡上進行一個多月的觀測,使用兩個機載儀器:近紅外光譜儀(NIRSpec)和近紅外攝像機(NIRCam)。開發(fā)這些儀器的主要目的是研究最早和最微弱的星系。</p>
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<p>“如果不了解星系發(fā)展的初始階段,就很難了解它們。”來自劍橋卡文迪什實驗室和卡弗里宇宙學研究所的桑德羅·塔切拉博士說,他是第二篇論文的共同第一作者。“就像人類一樣,后來發(fā)生的很多事情都取決于這些早期恒星的影響。關于星系的許多問題一直在等待韋伯的變革機會,我們很高興能夠在揭示這個故事中發(fā)揮作用。”</p>
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<p>第二篇論文的共同主要作者、加州大學圣克魯斯分校的Brant Robertson說:“我們第一次在大爆炸后僅3.5億年就發(fā)現(xiàn)了星系,我們對它們驚人的距離完全有信心。”“在如此美麗的圖像中發(fā)現(xiàn)這些早期星系是一種特殊的體驗。”</p>
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<p>在10天的觀測時間里,JADES天文學家團隊專注于哈勃太空望遠鏡超深場內(nèi)外的一小塊天空,20多年來,這一直是天文學家的最愛,幾乎所有現(xiàn)存的大型望遠鏡都對其進行了極限分析。然而,通過JWST,研究小組能夠在9個不同的紅外波長范圍內(nèi)進行觀察,提供了一個非常清晰和敏感的領域圖像。這張照片顯示了近10萬個星系,每個星系都在數(shù)十億光年之外,在天空的一個針尖上,相當于在足球場對面看手機屏幕。</p>
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<p>最早的星系可以通過它們獨特的帶狀顏色來識別,在紅外光下可見,但在其他波長下不可見。在一個罕見的連續(xù)28小時的觀測窗口中,近紅外光譜儀被用來將每個星系發(fā)出的光擴散成彩虹光譜。這使得天文學家能夠測量每個波長接收到的光量,并研究每個星系內(nèi)氣體和恒星的特性所產(chǎn)生的獨特光模式。</p>
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<p>至關重要的是,其中四個星系的起源比以往任何觀測都要早。</p>
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<p>牛津大學的安德魯·邦克教授說:“我們的觀察表明,第一批恒星和星系的形成始于宇宙歷史的早期。”</p>
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<p>來自劍橋卡文迪什實驗室和卡弗里宇宙學研究所的羅伯托·馬奧利諾教授是這兩篇論文之一的合著者,他說:“這是我們對第一個星系如何形成的理解上的一個重大飛躍。”“我們已經(jīng)能夠解剖宇宙早期這些星系發(fā)出的光,并首次詳細描述了它們的性質(zhì)。發(fā)現(xiàn)這些系統(tǒng)有多年輕,恒星過程還沒有設法用比氦更重的化學元素污染這些星系,這真的很迷人,很有趣。”</p>
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<p>JADES團隊的天文學家現(xiàn)在計劃關注天空的另一個區(qū)域,進行進一步的光譜學和成像,希望更多地揭示我們宇宙的最早起源,以及這些最初的星系是如何隨著宇宙時間演化的。</p>
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<p>更多關于這一發(fā)現(xiàn)的信息可以在NASA新發(fā)布的博客中找到。該團隊的兩篇論文的預印本尚未經(jīng)過同行評審,可在網(wǎng)上獲得。</p>
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<p>詹姆斯·韋伯太空望遠鏡是由美國宇航局及其合作伙伴ESA(歐洲航天局)和CSA(加拿大航天局)領導的一項國際計劃。桑德羅·塔切拉,劍橋大學圣埃德蒙學院院士。</p>
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<p>改編自赫特福德郡大學的媒體發(fā)布。</p>
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<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>
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