詹姆斯·韦伯太空望远镜早期的星系图像异常明亮,现在我们知道为什么了
时间:2025-10-31 22:30:15 来源:坎坷不平网 
        
一位艺术家对早期宇宙中恒星暴增的斯韦星系的印象,这些星系通过宇宙网中的伯太郑州外围价格查询(电话微信181-2989-2716)郑州外围女价格多少细丝被供给恒星形成的原材料。(图片鸣谢:uux.cn/艾伦·m·盖勒(Aaron M. Geller),空望西北大学,远镜CIERA + IT-RCDS)
(神秘的星道地球uux.cn)据美国太空网(基思·库珀):詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)在早期宇宙中发现的明亮星系可能是大质量恒星形成爆发的产物——这一事实很可能使星系比它们所在时代的预期更加明亮。这是系图像异研究人员得出的结论,他们使用计算机模拟来模拟这些星系如何形成并开始产生恒星。常明
当JWST在2022年夏天开始科学操作时,亮现郑州外围价格查询(电话微信181-2989-2716)郑州外围女价格多少它对宇宙的詹姆早期深度观测很快开始发现高红移星系。这些星系似乎比天文学家以前见过的斯韦更早就存在于宇宙中。事实上,伯太在宇宙不到4亿年的空望时候,这些星系看起来比标准宇宙学模型预测的远镜那个时代更加明亮。这导致有人声称,星道标准模型——描述星系开始很小,然后通过由宇宙网中暗物质的细丝和光环驱动的合并而分层增长——肯定是错误的。
“这些星系的发现是一个很大的惊喜,因为它们比预期的要亮得多,”西北大学的Claude-André Faucher-Giguère在一份声明中说。“通常,一个星系因为大而明亮,但由于这些星系在宇宙黎明时形成,大爆炸后的时间还不够长。这些巨大的星系是如何如此迅速地聚集在一起的?”
福彻-吉古尔是加州理工学院的郭超·孙领导的一个团队的成员,他们一起模拟第一个星系是如何形成的。他们发现,JWST观测到的星系不是很大,而是很亮,因为它们是在经历了恒星形成的狂热时期被观测到的。模拟不仅成功地模拟了星系的亮度,还模拟了它们的丰度,这两者都与JWST观测到的完全匹配。
“一个系统不需要那么庞大,”孙说。“如果恒星的形成是以爆发的形式发生的,它会发出闪光。这就是为什么我们看到几个非常明亮的星系。”
像这样的恒星暴增并不罕见。天文学家甚至目睹它们在今天的星系中发生,有时是在与另一个星系发生碰撞时。这种合并可以导致分子气体被搅动到引力占据主导地位,迫使气体分裂和坍缩,同时形成一堆恒星。在早期宇宙中,环境仍然相当混乱,第一批星系可能没有以均匀的速度吸积所有的恒星形成物质。

JWST发现了一些遥远的,但在他们那个时代发光的星系。“z”数字指的是它们的红移——红移越高,我们看到它们的时间就越久远,在这种情况下分别是134亿年和135亿年前。(图片来源:uux.cn/NASA/ESA/CSA/T. Treu(加州大学洛杉矶分校))
“爆发式恒星形成在低质量星系中尤其常见,”福彻-吉古尔说。“我们认为发生的是恒星爆发形成,然后几百万年后这些恒星爆炸成为超新星。气体被踢出(星系),然后回落形成新的恒星,推动恒星形成的循环。”
在早期宇宙中,星系比现在小得多,部分是通过吸积星系间的气体云,但也通过与其他星系融合而增长。它们变得越大,引力就越大,达到可以抓住更多恒星形成物质的程度。这稳定了恒星形成的速度,今天像我们银河系这样的星系以更加平稳的速度形成恒星。
最重要的是,新模拟的结果符合标准宇宙学模型中描述的星系层级增长模型。
“我们的模拟显示,星系在宇宙黎明前形成这种亮度没有问题,”Faucher-Giguère说。
这些发现发表在10月3日的《天体物理学杂志快报》上。
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