詹姆斯·韦伯太空望远镜追踪一个星系的历史可以追溯到宇宙大爆炸之后

独孤一山隙

（左）斯皮策太空望远镜看到的沃尔夫-伦德马克-梅罗特（右）詹姆斯·韦伯太空望远镜看到的银河系的改进视图（图片来源:美国国家航空航天局、欧空局、加拿大航天局、IPAC、克里斯汀·麦奎因/罗格斯大学）

（）据美国太空网（罗伯特·李）：“很久以前，在一个不太远的星系里……”

天文学家使用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）绘制了一个低质量矮星系中恒星的历史，该星系类似于早期宇宙中的星系。这项研究有助于更好地理解自时间开始以来的过去130亿年左右的时间里恒星形成率是如何变化的。

由罗格斯大学新不伦瑞克分校天文学家克里斯汀·麦奎因领导的研究小组用JWST放大了沃尔夫-伦德马克-梅罗特星系（WLM），以获得迄今为止宇宙中这个孤立领域最精确的照片。

作为银河系的邻居，WLM位于我们银河系本星系群的边缘，距离我们大约300万光年。它正在积极形成恒星，并且还拥有被认为大约130亿年前形成的古老恒星，仅在大爆炸发生后约8亿年左右。

因为像这样的低质量星系被认为在早期宇宙中占据主导地位，所以它们是像麦奎因这样旨在研究早期恒星形成率的研究人员的绝佳替代品。

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“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，”麦奎因说。“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。”

JWST的观测能力最终使天文学家能够前所未有地放大这些暗淡的星系。

研究小星系有巨大的科学回报

像WLM这样的低质量星系很暗，广泛分布在天空中，构成了银河系本星系群中的大部分星系。然而，WLM在这个哑铃形的本星系群中有着特殊的位置，因为它位于这个聚集地的边缘，使其与外界隔绝，并防止了其他星系的引力影响破坏其恒星群。

这一点，加上它是一个充满气体和尘埃的动态复杂系统的事实，使WLM成为天文学家的迷人目标。

为了确定WLM的恒星形成历史以及不同时期恒星诞生的速度，JWST放大了与WLM对应的包含数十万颗恒星的天空区域。研究小组随后测量了这些恒星的颜色和亮度，以确定它们的年龄。

“我们可以利用我们所知道的恒星演化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，”McQuinn说。

她和她的同事转向由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，以获得JWST的数据。这使他们能够计算不同年龄的恒星，从而绘制出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，”McQuinn说。

恒星诞生的消长

研究人员发现，根据数据，恒星的产生有起有落，其中WLM在宇宙大爆炸后20亿至40亿年的30亿年间产生了最多的恒星。

这种恒星形成在重新开始之前被停止；麦克奎因将这种停顿归因于早期宇宙特有的条件。

“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。“

这项新研究有效地展示了天文学家对JWST的一系列用途。该卫星于2021年圣诞节发射，并于2022年夏天开始发回数据。

此外，McQuinn认为Amarel高性能计算集群在校准和处理JWST数据以获得这些结果方面所做的主要计算工作展示了几个可以惠及更广泛科学界的处理程序。

该团队的研究发表在《天体物理学杂志》上。