詹姆斯·韦伯太空望远镜新数据发现神秘古老星系

何一方88

JWST-7329:宇宙早期形成的一个罕见的大质量星系。这张JWST NIRCAM图像显示了一个红盘星系，但仅凭图像很难与其他物体区分开来。用JWST对它的光进行光谱分析揭示了它的异常性质——它形成于大约130亿年前，尽管它包含的恒星质量比我们今天的银河系多约4倍。致谢:詹姆斯·韦伯太空望远镜

（）据斯温伯恩科技大学（布雷克·卡特）：在对110多亿年前不应该存在的比银河系更大的恒星群体进行新的观测后，我们对星系形成方式和暗物质性质的理解可能会被完全颠覆。

今天发表在《自然》杂志上的一篇论文详细介绍了利用JWST詹姆斯·韦伯太空望远镜的新数据得出的发现。结果发现，早期宇宙中的一个大质量星系——在115亿年前观测到（宇宙红移为3.2）——有一个形成时间早得多的极其古老的恒星群——时间早15亿年（红移约为11）。这一观测颠覆了当前的模型，因为没有足够的暗物质聚集成足够的浓度来孕育它们的形成。

斯威本科技大学的杰出教授卡尔·格雷泽布鲁克领导了这项研究和国际团队，他们使用JWST对这个巨大的静止星系进行了光谱观测。

“我们已经追踪这个特殊的星系七年了，并用地球上最大的两台望远镜观察了几个小时，以确定它的年龄。但是它太红太暗了，我们无法测量。最终，我们不得不离开地球，利用JWST来证实它的性质。”

星系的形成是支撑现代天体物理学的一个基本范式，并预测在宇宙早期大质量星系的数量将大幅减少。早在宇宙大爆炸后10到20亿年，人们就观察到了质量极大的静止星系，这挑战了以前的理论模型。

杰出的Glazebrook教授与世界各地的主要研究人员合作，包括来自Swinburne天体物理学和超级计算中心的Themiya Nanayakkara博士、Lalitwadee Kawinwanichakij博士、Colin Jacobs博士、Harry Chittenden博士、Glenn G Kacprzak副教授和Ivo Labbe副教授。

“这在很大程度上是一个团队的努力，从我们2010年开始的红外天空调查开始，我们发现这个星系不寻常，到我们在凯克和超大型望远镜上花了很多时间尝试，但未能证实它，直到最后一年，我们花了巨大的努力来解决如何处理JWST数据和分析这个光谱。”

领导JWST数据光谱分析的Themiya Nanayakkara博士说，“我们现在正在超越可能确认宇宙深处存在的最古老的大规模静止怪物。这拓展了我们目前对星系形成和演化的理解。现在的关键问题是，它们如何在宇宙的早期形成得如此之快，以及当宇宙的其他部分突然形成恒星时，是什么神秘的机制导致它们停止形成恒星。”

国际射电天文学研究中心（ICRAR）西澳大利亚大学节点的Claudia Lagos副教授在为这项研究开发暗物质浓度演变的理论模型方面至关重要。

“星系的形成在很大程度上是由暗物质如何集中决定的，”她说。“在宇宙中这么早就拥有这些质量极大的星系对我们的宇宙学标准模型构成了重大挑战。这是因为我们认为容纳这些大质量星系的大质量暗物质结构还没有时间形成。需要更多的观测来了解这些星系可能有多常见，并帮助我们了解这些星系的真实质量有多大。”

格雷泽布鲁克希望这可以为我们理解暗物质的物理学打开一个新的大门，他说:“JWST已经发现越来越多的证据表明大规模星系在早期形成。这一结果创造了这一现象的新纪录。虽然它非常引人注目，但它只是一个对象。但我们希望找到更多，如果我们找到了，这将真正颠覆我们对星系形成的想法。”