很久很久以前，在一个并不遥远的星系中：研究发现了早期宇宙条件的线索

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WLM星系一部分的两张照片，一张由美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜拍摄（左），另一张由詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄。致谢:美国国家航空航天局/欧空局/加空局/IPAC/克里斯汀·麦奎因-罗格斯大学

（）据罗格斯大学：由罗格斯大学新不伦瑞克分校的一名天文学家领导的研究小组利用美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜收集的大量数据集，挖掘出早期宇宙存在条件的线索。

据研究人员称，该团队已经对沃尔夫-伦德马克-梅罗特（WLM）星系中恒星的年龄进行了编目，构建了迄今为止最详细的图像。WLM是银河系的邻居，是恒星形成的活跃中心，其中包括130亿年前形成的古老恒星。

“通过如此深入地观察和清晰地观察，我们已经能够——有效地——回到过去，”艺术与科学学院物理与天文系助理教授克里斯汀·麦奎因说，他领导了这项研究，该研究发表在《天体物理学杂志》上。“你基本上是在进行一种考古挖掘，寻找宇宙历史早期形成的极低质量恒星。”

McQuinn称赞罗格斯大学高级研究计算办公室管理的Amarel高性能计算集群使该团队能够计算银河系的恒星发展史。McQuinn说，研究的一个方面是进行一次大规模计算并重复600次。

她补充说，主要的计算工作还有助于确认望远镜校准和数据处理程序，这将使更广泛的科学界受益。

麦奎因对所谓的“低质量”星系特别感兴趣。因为它们被认为在早期宇宙中占据主导地位，它们使研究人员能够研究恒星的形成、化学元素的演变以及恒星形成对星系气体和结构的影响。它们暗淡并散布在天空中，构成了本宇宙中的大多数星系。像韦伯望远镜这样的先进望远镜可以让科学家们更近距离地观察。

WLM星系是一个“不规则”的星系，这意味着它没有独特的形状，例如螺旋或椭圆。德国天文学家马克斯·沃尔夫在1909年发现了该星系，瑞典天文学家克努特·伦德马克和英国天文学家菲利伯特·雅克·梅洛特在1926年对其进行了更详细的描述。它位于本星系群的外围，本星系群是一个哑铃状的星系群，其中包括银河系。

麦克奎因指出，处于本星系群的边缘保护了WLM免受与其他星系混合的破坏，使其恒星数量处于原始状态，这对研究很有用。天文学家对WLM也很感兴趣，因为它是一个动态的复杂系统，含有大量气体，使其能够积极形成恒星。

为了阐明银河系的恒星形成历史——宇宙中不同时期恒星诞生的速度——麦奎因和她的团队使用望远镜仔细瞄准了包含数十万颗恒星的天空区域。为了确定恒星的年龄，他们测量了它的颜色（代表温度）和亮度。

“我们可以利用我们对恒星演化的了解以及这些颜色和亮度所表明的东西来基本确定银河系恒星的年龄，”麦奎因说，并补充说研究人员随后计算了不同年龄的恒星，并绘制了宇宙历史上恒星的出生率。“你最终会感觉到你看到的这个建筑有多古老。”

以这种方式对恒星进行编目向研究人员表明，WLM的造星能力会随着时间的推移而消长。该团队的观察证实了科学家利用哈勃太空望远镜进行的早期评估，表明该星系在宇宙历史的早期产生了恒星，时间长达30亿年。它停顿了一会儿，然后重新点燃。

麦克奎因说，她认为暂停是由早期宇宙特有的条件造成的。

“那时的宇宙真的很热，”她说。“我们认为宇宙的温度最终加热了这个星系中的气体，并在一段时间内阻止了恒星的形成。冷却期持续了几十亿年，然后恒星再次形成。”

这项研究是美国国家航空航天局早期发布计划的一部分，在该计划中，指定的科学家与太空望远镜科学研究所合作，进行旨在突出韦伯能力的研究，并帮助天文学家为未来的观测做准备。

美国国家航空航天局于2021年12月发射了韦伯望远镜。这台大镜面仪器在距离地球100万英里的地方绕太阳运行。科学家们在望远镜上争分夺秒地研究一系列主题，包括早期宇宙的条件、太阳系的历史和寻找系外行星。

“这项计划将产生许多尚未完成的科学成果，”麦奎因说。

参与这项研究的其他罗格斯大学研究人员包括博士生马克斯·纽曼和博士后罗杰·科恩，他们都在罗格斯大学文理学院物理和天文系工作。