詹姆斯·韋伯望遠鏡於早期宇宙發現神秘星系

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）在早期宇宙中發現了一個奇異的星系，其氣體的亮度超過了恆星，這使它成爲星系演化中可能缺失的一環。

這個被稱爲 GS-NDG-9422（9422）的星系在大爆炸後僅 10 億年就被發現，其中充滿了溫度幾乎是本地宇宙中常見恆星兩倍的大質量恆星。

這些奇異的恆星向周圍的氣體雲發射大量的光粒子（光子），將氣體雲加熱，致使它們的亮度超過了所籠罩的恆星。研究人員認爲，在包含最古老恆星世代的星系中，存在這種罕見特徵是一種假設。研究人員在 10 月的《皇家天文學會月報》上發表了他們的研究結果。

“在查看星系光譜時，我的第一想法是：‘這太奇怪了’，這正是韋伯望遠鏡旨在揭示的——早期宇宙中的全新現象，這將幫助我們瞭解宇宙故事是如何開始的，”首席研究員亞歷克斯·卡梅隆，牛津大學的一位天文學家，在一份聲明中表示。

天文學家不確定最初的恆星小球是何時開始聚集成我們如今所看到的星系的，但宇宙學家此前估計，這個過程在大爆炸後的最初幾億年裡緩慢開始。

天文學家也無法確定早期宇宙中形成的恆星的類型，以及它們點燃所花費的時間。然而，由於大爆炸所釋放出的唯一物質是氫和氦，最初的原始恆星（被稱爲第三星族恆星）被認爲是極其巨大、非常明亮和異常熾熱的。

但由於最初那些規模最大的宇宙熔爐燃燒得極爲劇烈，它們也很快熄滅：在超新星爆炸中，其核心通過核聚變所形成的較重元素四處飛散，從而爲行星和後來的恆星世代奠定了基礎。

爲了尋找最早恆星的證據，研究人員將詹姆斯·韋伯太空望遠鏡指向天空中一個極其遙遠的區域。光在真空中以固定速度傳播；這意味着我們對宇宙觀測得越深，當我們探測到來自更遙遠光源的光時，我們所看到的時間就越久遠。

這一事實讓天文學家發現了 9422 星系。該星系恆星的燃燒溫度達到 140,000 華氏度（約合 80,000 攝氏度），幾乎是我們所在宇宙中 70,000 至 90,000 華氏度（40,000 至 50,000 攝氏度）的兩倍。儘管如此，這些超熱恆星或許並非宇宙中最古老一代恆星中的一部分，因爲研究人員發現了除氫和氦以外的元素。

“我們知道這個星系沒有第三星族恆星，因爲韋伯的數據表明其化學構成過於複雜，”哈雷·卡茨，牛津大學的一位宇宙學家在聲明中說。“然而，它的恆星跟我們所熟悉的不一樣——這個星系中的奇異恆星可能爲理解星系如何從原始恆星過渡到我們已經知道的類型提供指導。”

隨着這些起着關鍵連接作用的恆星被發現，天文學家們如今正在早期宇宙中展開更多的探尋，以擴充這類恆星的數量。這能讓他們搞明白這種恆星類型常見的程度，爲我們宇宙的最初階段提供新的線索。

“能夠藉助韋伯望遠鏡去探索宇宙中曾經無法觸及的這個時期，這實在是一個令人非常興奮的時刻，”卡梅隆說。“我們纔剛剛開啓新的發現與理解之旅。”