新的韦伯图像显示富含气体的婴儿星系点燃了早期宇宙

拓破天峙

詹姆斯·韦伯太空望远镜(左)和哈勃太空望远镜(右)看到的目标星系。JWST图像前所未有的分辨率和清晰度使得哈勃望远镜看不到的邻近星系(青色圆圈)得以识别。鸣谢:ARC三维天体物理学卓越中心(ASTRO 3D)

（）据ARC全天空三维天体物理学卓越中心(ASTRO 3D)：来自詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的新图像帮助澳大利亚天文学家解开了婴儿星系如何在早期宇宙中开始恒星形成爆炸的秘密。

一些早期星系富含一种气体，这种气体发出如此明亮的光，使新兴的恒星都黯然失色。在今天发表的研究中，天文学家已经发现这些明亮的星系在大约120亿年前有多普遍。

来自JWST的图像显示，早期宇宙中几乎90%的星系都有这种发光气体，产生了所谓的“极端发射线特征”

“这些年轻星系中的恒星是非凡的，它们产生恰到好处的辐射来激发周围的气体。反过来，这种气体发出的光甚至比恒星本身还要亮，”ARC三维全天空天体物理卓越中心(ASTRO 3D)和国际射电天文学研究中心(ICRAR)科廷大学节点的Anshu Gupta博士说，他是描述这一发现的一篇论文的第一作者。

“直到现在，理解这些星系如何能够积累如此多的气体仍然是一个挑战。我们的发现表明，这些星系中的每一个都至少有一个近邻星系。这些星系之间的相互作用会导致气体冷却，引发恒星形成的强烈事件，从而导致这种极端的发射特征。”

这一发现是JWST望远镜在研究早期宇宙时提供的无与伦比的清晰度的生动例证。

“詹姆斯·韦伯望远镜的数据质量非常好，”古普塔博士说。“它具有所需的深度和分辨率，可以看到宇宙只有20亿岁时早期星系周围的邻居和环境。通过这一细节，我们能够看到具有极端发射特征的星系和没有极端发射特征的星系之间邻居数量的显著差异。”

以前，我们努力获得宇宙年龄约20亿年的星系的清晰图像。由于许多恒星还没有形成，要关注的星系越来越少，这项任务变得更加困难。

古普塔博士说:“在JWST之前，我们只能真正得到大质量星系的照片，其中大多数都在非常密集的星系团中，这使得它们更难研究。”。“利用当时可用的技术，我们无法观察到我们在这项研究中使用的95%的星系。詹姆斯·韦伯望远镜彻底改变了我们的工作。”



一个遥远的极端发射线星系的图像。由詹姆斯·韦伯太空望远镜(左)和哈勃太空望远镜(右)拍摄。这种比较突出了JWST图像的清晰度。鸣谢:ARC三维天体物理学卓越中心(ASTRO 3D)

哈佛和史密森尼天体物理学中心ASTRO 3D副教授Tran说，这一发现证明了以前的假设。“我们怀疑这些极端星系是早期宇宙中激烈相互作用的标志，但只有用JWST敏锐的眼睛，我们才能证实我们的预感，”她说。

这项研究依赖于作为JWST高级深河外巡天(JADES)调查的一部分获得的数据，该调查利用深红外成像和多目标光谱探索最早星系的宇宙。它为进一步的洞察开辟了道路。

“这一部分真正令人兴奋的是，我们看到第一批星系与最近形成的星系之间的发射线相似，更容易测量。这意味着我们现在有更多的方法来回答关于早期宇宙的问题，这是一个在技术上很难研究的时期，”第二作者Ravi Jaiswar说，他是Curtin大学/ICRAR和ASTRO 3D的博士生。

“这项研究是我们星系进化计划工作的核心。通过了解早期星系的样子，我们可以回答关于元素起源的问题，这些元素构成了我们在地球上的日常生活，”ASTRO 3D主任艾玛·瑞安-韦伯教授说。

这项研究发表在《天体物理学杂志》上。