距離最遙遠的星系記錄再度被韋伯望遠鏡自己刷新,大爆炸後不到3億年,一個名為JADES-GS-z14-0的星系已然形成,取代韋伯望遠鏡於2022年發現上一個最遠星系記錄保持者JADES-GS-z13-0,讓我們得以一窺宇宙年輕景象。
大爆炸後5,000萬~10億年這段時期被稱為宇宙黎明,宇宙第一批恆星、黑洞、星繫於此時形成,隨著時間推移和宇宙膨脹,來自這些遙遠天體的光穿越太空也被拉伸至更長波長,韋伯望遠鏡便專門為觀察此類紅外光而設計。通過觀察這些遙遠星系,能為早期宇宙的氣體、恆星、黑洞變化方式提供重要見解。
2023年10月與2024年1月,一個國際天文團隊利用韋伯望遠鏡近紅外光譜儀(NIRSpec)得到破記錄的光譜數據,似乎顯示2個星系紅移均超過14;進一步利用韋伯望遠鏡近紅外相機(NIRCam)成像後,天文學家確定星系JADES-GS-z14-0紅移為14.32( 0.08/-0.20),一舉成為目前最遙遠星系記錄之冠,出現於大爆炸後2.9億年;另一個星系JADES-GS-z14-1則成為目前距離第2遠的星系。
此前最遙遠的星係為紅移13.2的JADES-GS-z13-0,存在於大爆炸後4億年。
JADES-GS-z14-0星系的NIRSpec光譜數據。
令人驚訝的是,JADES-GS-z14-0星系不只距離遠還出奇明亮,形象結果表明光源直徑超過1,600光年,韋伯望遠鏡看到的光主要來自年輕恆星,而不是正在增長的超大質量黑洞輻射,這種亮度更說明該星系質量達太陽數億倍。
另一個驚人收穫是在JADES-GS-z14-0星系發現氧原子,這種比氫、氦還重的元素來自恆星爆炸,這回從JADES-GS-z14-0觀測到氧,說明該星系內部至少已有一群恆星誕生且死亡。
宇宙如何在不到3億年的時間內形成如此明亮又巨大的星系?所有觀測結果都告訴我們JADES-GS-z14-0與理論、電腦模擬預測的早期宇宙星系類型不同,但我們現在知道,早期宇宙的星系形成非常迅速且猛烈。
(首圖來源:韋伯太空望遠鏡網站)