詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡揭秘銀河系二重身

需要知道模型中缺少了哪些關(guān)鍵的物理成分”

詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡揭示了最遙遠(yuǎn)的銀河系二重身——“如果模型中有遺落部分那么我們

早期宇宙中觀測(cè)到的螺旋棒星系ceers-2112。地球被反射在環(huán)繞銀河系的虛幻氣泡上，這讓人注意到銀河系和ceers-2112的位置關(guān)系。(圖片來(lái)源：盧卡卡斯坦丁(CAB/CSIC-INTA))

天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙中距離我們最遙遠(yuǎn)的星系，看起來(lái)像是我們的母星系——銀河系。

當(dāng)宇宙只有20億壽命的時(shí)候，新發(fā)現(xiàn)的漩渦星系ceers-2112，有恒星和氣團(tuán)穿過(guò)它的心臟，就像是一條斜線穿過(guò)禁煙標(biāo)志。銀河系，也是一個(gè)旋臂星系，像是酒吧里的運(yùn)動(dòng)?？茖W(xué)家們猜測(cè)銀河系的懸臂好像圓柱體一樣旋轉(zhuǎn)，就像手紙盒展開廁紙一樣，可燃?xì)怏w匯聚到星系中心，并引發(fā)恒星形成爆炸。

天文學(xué)家之前發(fā)現(xiàn)星系結(jié)構(gòu)標(biāo)志著星系形成期的結(jié)束，因此人們認(rèn)為只有在可能已經(jīng)完全成熟的老星系中才能看到這種結(jié)構(gòu)——也許是那些存在于宇宙演化過(guò)程中的星系。事實(shí)上，哈伯太空望遠(yuǎn)鏡過(guò)去對(duì)星系形態(tài)的觀測(cè)顯示，早期宇宙中幾乎沒(méi)有棒狀星系。

詹姆斯韋伯空間射電望遠(yuǎn)鏡（JWST）收集到的數(shù)據(jù)最新發(fā)現(xiàn)，棒狀星系在宇宙中漫游了這么長(zhǎng)時(shí)間可能并不一定是真的。螺旋星系ceers-2112的發(fā)現(xiàn)揭示了類似于我們的星系在117億年前就存在了，“當(dāng)時(shí)宇宙只有15%的生命”。馬德里天體物理學(xué)家LucaCostantin告訴空間網(wǎng)站，他是這項(xiàng)研究的主要作者。

詹姆斯韋伯空間射電望遠(yuǎn)鏡JWST比哈伯望遠(yuǎn)鏡收集的光多六倍，可知更多的遙遠(yuǎn)星系的詳細(xì)信息。希爾斯-2112星系是在紅移為3時(shí)觀測(cè)到的，此時(shí)宇宙年齡時(shí)21億歲?？ㄋ固苟≌f(shuō)這從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)意味著光線從星系到達(dá)JWST用了117億年。 這是令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樵?/3的旋臂星系中可以看見(jiàn)星系棒，但是星系棒被認(rèn)為是在宇宙誕生40億年后才顯現(xiàn)出來(lái)的。

研究報(bào)告合著者、馬德里宇宙空間研究所的研究員克里斯蒂娜卡韋羅在一份聲明中說(shuō)，研究遙遠(yuǎn)星系的詳細(xì)形態(tài)“對(duì)于了解它們的歷史至關(guān)重要，也為研究星系形成和演化的新情況開辟了一條新的道路”。希斯?fàn)?2112中棒狀物質(zhì)的存在對(duì)當(dāng)前理論模型提出了挑戰(zhàn)，這個(gè)模型預(yù)測(cè)早期的物理?xiàng)l件阻止了棒狀星系形成。宇宙學(xué)模型的理論預(yù)測(cè)很難在那個(gè)時(shí)代重現(xiàn)這樣的挑戰(zhàn)，我們現(xiàn)在需要了解我們模型中缺少什么。

天文學(xué)家認(rèn)為，宇宙中85%的物質(zhì)是暗物質(zhì)，這是一種難以用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的神秘物質(zhì)，因?yàn)樗静慌c光相互作用。早在宇宙大爆炸后的380000年，暗物質(zhì)被認(rèn)為從根本上影響了星系演化和恒星形成。新研究結(jié)果顯示，星系進(jìn)化，至少希斯?fàn)?2112，是由普通物質(zhì)主導(dǎo)的，而不是在宇宙有20億年歷史時(shí)由暗物質(zhì)主導(dǎo)的。研究發(fā)現(xiàn)，該星系的形態(tài)顯示，在希斯?fàn)?2112星系棒中，暗物質(zhì)貢獻(xiàn)非常低，主要是正常物質(zhì)。

拉古納大學(xué)研究員該研究的共同研究者伽羅埃博拉說(shuō)：“這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了這個(gè)星系的演化是由重子主導(dǎo)的——組成這些星系的是普通物質(zhì)——而不是由暗物質(zhì)構(gòu)成，盡管暗物質(zhì)數(shù)量過(guò)多，當(dāng)時(shí)宇宙的實(shí)際年齡只有15%”。

卡斯坦丁說(shuō)：“通過(guò)詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡短短一年的觀測(cè)，徹底改變了我們對(duì)早期宇宙的理解?！痹谖磥?lái)5-10年，我個(gè)人計(jì)劃繼續(xù)利用它非凡能力，確定宇宙中第一個(gè)星系的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。

在宇宙學(xué)中，暗物質(zhì)是指不與電磁力產(chǎn)生作用的物質(zhì)，也就是不會(huì)吸收、反射或發(fā)出光。人們目前只能透過(guò)重力產(chǎn)生的效應(yīng)得知，而且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)宇宙中有大量暗物質(zhì)的存在。 現(xiàn)代天文學(xué)經(jīng)由引力透鏡、宇宙中大尺度結(jié)構(gòu)的形成、微波背景輻射等方法和理論來(lái)探測(cè)暗物質(zhì)。

BY:Sharmila Kuthunur

FY: 何丹懷（懐）

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