詹姆斯·韋伯在110億光年外看到了更早的類銀河系星系
詹姆斯-韋伯太空望遠鏡正在繼續探測比任何其他天文台更深的空間和時間,現在,該儀器發現了110億光年外具有類似於我們銀河系結構的星系,這對我們理解星系的形成提出了疑問。在我們的現代宇宙中,大約三分之二的螺旋星係是”條形”的(Bars),這意味著它們有一個巨大的結構,類似於貫穿其中心的條形。這是由氣體和塵埃從星系的外圍被輸送到其核心組成的,為恆星的形成和超大質量黑洞的生長提供了支持。
“條帶解決了星系的供應鏈問題,”該研究的作者Shardha Jogee說。”就像我們需要把原材料從港口運到製造新產品的內陸工廠一樣,這種結構有力地把氣體運到中心區域,在那裡氣體被迅速轉化為新的恆星,其速度通常比銀河係其他地方快10到100倍。”
人們普遍認為,這些條帶出現在螺旋星系演化的某個階段,因為它們達到了一種”成熟”狀態。研究發現,觀察的時間越久,有條紋的星系的比例就越低,人們認為在某一時刻之前,宇宙中不應該有任何有條帶的星系,因為還沒有足夠的時間讓它們發展。
哈勃(左)和詹姆斯-韋伯(右)看到的110億光年外的一個名為EGS23205的星系。在後者中,該星系的條帶清晰可見NASA/CEERS/德克薩斯大學奧斯汀分校
但是現在,詹姆斯-韋伯太空望遠鏡已經動搖了這個假設。由於其大型主鏡,該天文台被設計為比之前的任何天文台看得更遠,而其紅外儀器使其能夠透過遮蔽哈勃等可見光望遠鏡的塵埃。
在這項新的研究中,韋伯檢查了一系列以前由哈勃觀測的遙遠星系,觀察它是否能夠探測到它們結構中的新細節。果然,在其中的幾個星系中可以清楚地看到條帶,而這些條狀物以前看起來只是像圓形的污點。
Jogee說:”我看了一眼這些數據,然後我說,’我們要放棄其他一切!’。在哈勃數據中幾乎看不到的條紋在JWST的圖像中突然出現,顯示了JWST在看到星系的基本結構方面的巨大力量。”
關鍵是什麼?這些星系在80億到110億光年之外,這意味著它們比想像中更早地發展到了那個高級階段。這可能會改變我們對一般星系演變的理解。
詹姆斯-韋伯的遙遠星系圖像的蒙太奇,在它們的中心有清晰的條紋。Gyr=十億光年,表明這些星係有多遠NASA/CEERS/德克薩斯大學奧斯汀分校
在未來的論文中,該團隊計劃測試不同的星系演化模型,以找到與新的觀測結果的最佳匹配。
這項研究將發表在《天體物理學雜誌通訊》上。