詹姆斯·韦伯望远镜在黎明时分发现了“由内而外的星系”

模型预测早期宇宙中的星系应该是由内而外形成的。现在，詹姆斯·韦伯太空望远镜的一项新观察似乎证实了这一点。

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詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 在宇宙之初发现了一个奇怪的“由内而外”的星系。

该星系名为 JADES-GS+53.18343−27.79097，在大爆炸后仅存在 7 亿年，大约比银河系小 100 倍。然而，与大多数星系不同的是，它的生长似乎是从内到外发生的——恒星在外围形成的速度比在其致密核心内部形成的速度更快。

理论模型预测，这种由内而外的星系在早期宇宙中应该很常见，但科学家此前缺乏透过尘埃和气体来观察它们的能力。现在，多亏了 JWST，研究人员通过瞥见有史以来最早的一个，证实了他们的预测。他们于 10 月 11 日在《自然天文学》杂志上发表了他们的发现。

“韦伯对我们天文学家来说如此具有变革性的众多原因之一是，我们现在能够观察到以前通过建模预测的结果，”该研究的共同作者William Baker，一名研究生剑桥大学在一份声明中说道。 “这就像能够检查你的作业。”

我们当地宇宙中的星系以两种主要方式生长：通过捕获足够的气体形成新的恒星，或者通过与较小的星系合并。但这些是否是唯一的机制，或者其他机制是否可能在宇宙的早期阶段就已经存在，目前还不清楚。

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“星系在宇宙时间内如何演化的问题是天体物理学中的一个重要问题，”共同主要作者、剑桥大学天体物理学教授桑德罗·塔切拉 (Sandro Tacchella) 在声明中表示。 “过去 1000 万年以及我们所在宇宙角落的星系的大量优秀数据，但现在有了韦伯，我们可以获得数十亿年前的观测数据，探索宇宙的第一个 10 亿年历史，这提出了各种新问题。”

为了研究这个问题，研究人员查看了 JWST JADES（JWST 高级深河外巡天）调查期间收集的古代星系数据。光以固定的速度穿过太空真空，因此 JWST 观察宇宙的深度越深，它拦截到的光就越远，天文学家实际上能够看到的时间越早。

仔细研究这些观测结果，天文学家发现了这个新星系。通过使用 JWST 的近红外光谱仪 (NIRSpec) 仪器分析来自恒星内部的光线，研究人员能够计算出恒星的年龄。

他们发现这个星系有一个非常致密的核心，周围是一个由气体和尘埃组成的圆盘，其恒星正在快速形成——导致该星系的大小每 1000 万年翻一番，而银河系的大小是 100 亿年。年倍增率。研究人员表示，一旦这些恒星形成，它们就会慢慢迁移到核心，导致星系旋转得更快，就像滑冰运动员将手臂拉近身体一样。

研究人员表示，随着这个星系的发现，他们现在将寻找其他类似的星系。

“当然，这只是一个星系，所以我们需要知道当时其他星系在做什么，”塔切拉说。 “所有的星系都是这样的吗？我们现在正在分析来自其他星系的类似数据。通过观察整个宇宙时间的不同星系，我们也许能够重建生长周期，并展示星系如何生长到今天的最终大小。”