巨大的婴儿星系如何动摇我们对早期宇宙的理解

“看看这个，”艾丽卡的信息说。她正在仔细研究全新的詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)的第一张照片。

现在是 2022 年 <> 月，距离革命性超级望远镜的第一批图像发布仅一周。二十五年的酝酿，比以前的任何望远镜都要强大一百到一千倍，这是人类历史上最大，最雄心勃勃的科学实验之一：很难不说最高级，这一切都是真的。

这架望远镜花了几十年的时间建造，因为它必须可折叠以适合火箭顶部，并被送入距离地球1万公里的寒冷太空。在这里，远离地球的热辉，JWST可以探测到来自遥远宇宙的最微弱的红外光。

我几乎不知道，在这些照片中有一个小红点，它将动摇我们对大爆炸后第一个星系如何形成的理解。经过几个月的分析，我和我的同事刚刚在《自然》杂志上发表了我们的研究结果。

寻找新型星系

艾丽卡和我正在寻找发现新型星系。古老的哈勃太空望远镜错过的星系，即使经过几十年的天空测量。

她和我回到15年前。我们相识时，她还是加州一所文理学院的一年级学生，我刚从大学毕业，刚从大学毕业，刚刚开始我在洛杉矶担任研究员的第一次工作。JWST只是一个遥远的谣言。

不知何故，多年后，我们的道路再次相遇，现在科罗拉多大学的助理教授埃里卡·纳尔逊和我发现自己正处于矛尖，攻击非常真实的 JWST 的第一个数据。

“不明飞行物，”她称这些新星系为“不明飞行物”，我能从字里行间读出一个巨大的笑容：“超红色的扁平物体”，因为它们看起来都像飞碟。在彩色图像中，它们看起来非常红色，因为所有的光都是在红外线中发出的，而星系在人类可以看到的波长下是不可见的。

红外线是JWST的超能力，使其能够监视最遥远的星系。来自大爆炸后形成的第一批恒星和星系的紫外线和可见光在宇宙向我们行进时被膨胀拉长，所以当光到达我们时，我们将其视为红外光。

不可思议的早期，不可思议的大质量星系

艾丽卡的所有星系看起来都像碟子，除了一个。我盯着屏幕上的小红点。那不是不明飞行物。然后它击中了我：这是非常不同的东西。更重要的是。

我在小针刺上运行分析软件，它吐出两个数字：距离13亿光年，质量1亿颗恒星，我差点把咖啡吐出来。我们刚刚发现了不可能的事情。不可能的早期，不可能的大质量星系。

在这个距离上，光花了13亿年才到达我们，所以我们看到星系的时候，宇宙只有700亿年的历史，只有目前5亿年的13%。如果这是真的，这个星系已经形成了与我们今天的银河系一样多的恒星。在创纪录的时间内。

哪里有，哪里就更多。一天后，我找到了六个。

天文学缺失的环节?

我们能发现天文学缺失的环节吗?星系形成中一直存在一个长期存在的难题。当我们在太空中向外看，回到过去，我们看到完全形成的成熟星系的“尸体”似乎在大爆炸后大约1亿年突然出现。

这些星系已经停止形成恒星。死亡星系，我们称之为，一些天文学家痴迷于它们。这些死亡星系的恒星年龄表明它们一定是在宇宙中更早形成的，但哈勃望远镜从未能够发现它们更早的生命阶段。

早期死亡的星系是真正奇异的生物，包含与银河系一样多的恒星，但尺寸要小30倍。想象一下，一个成年人，体重100公斤，但身高6厘米。我们的小红点同样奇怪。它们看起来像同一星系的婴儿版本，重达100公斤，高6厘米。

星星太多，太早

但是，有一个问题。这些小红点有太多的星星，太早了。恒星由氢气形成，基本的宇宙学(“大爆炸”)理论对有多少气体可用于形成恒星做出了艰难的预测。

为了如此迅速地产生这些星系，你几乎需要宇宙中的所有气体以接近100%的效率变成恒星。这是非常困难的，这是不可能的科学术语。这一发现可能会改变我们对宇宙中最早的星系如何形成的理解。

这意味着有不同的通道，一条快速通道，可以非常迅速，非常有效地产生怪物星系。前 1% 的快速通道。

在某种程度上，这些候选人中的每一个都可以被视为“黑天鹅”。即使确认一个也会排除我们目前“所有天鹅都是白色”的星系形成模型，其中所有早期星系都缓慢而逐渐地生长。

检查指纹

解开这个谜团的第一步是用光谱学确认距离，我们将每个星系的光通过棱镜，并将其分成彩虹般的指纹。这将告诉我们精度为 0.1% 的距离。

它还将告诉我们是什么在产生光，无论是恒星还是其他更奇特的东西。

碰巧的是，大约一个月前，JWST已经瞄准了六个候选大质量星系中的一个，结果发现它是一个遥远的类星体婴儿。类星体是当气体落入星系中心的超大质量黑洞并开始发光时发生的一种现象。

一方面，这真的很令人兴奋，因为星系中超大质量黑洞的起源也不为人所知，找到小类星体可能只是关键。另一方面，类星体可以超越它们的整个宿主星系，因此无法判断有多少颗恒星以及星系是否真的那么大。

这能成为他们所有人的答案吗?到处都是婴儿类星体?可能不是，但还需要一年的时间才能调查剩余的星系并找出答案。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！