由密蘇里大學的Haojing Yan領導的一個天文學家小組利用美國宇航局的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（JWST）早期釋放觀測發現了87個星系，它們可能是宇宙中最早的已知星系。該發現使天文學家更接近於確定宇宙中星系的出現，估計是在大爆炸後的2-4億年，據主要作者、馬里蘭大學物理學和天文學副教授Yan說。

Yan說：”在宇宙的早期部分發現如此大量的星系表明我們可能需要修改我們以前對星系形成的理解。我們的發現給了我們第一個跡象，即大量的星係可能在宇宙中形成的時間比以前認為的要早得多。”

一對來自星系團SMACS 0723-27及其周邊地區的彩色合成圖像，由美國宇航局的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡通過其早期釋放觀測（ERO）拍攝。由密蘇里大學的Haojing Yan領導的一個天文學家小組利用這些圖像的數據來確定他們研究中感興趣的物體。這些包括可能是宇宙中最早的已知星系的星系–大約在大爆炸後2-4億年。每個感興趣的物體的位置由彩色圖像上三個不同顏色的圓圈之一表示–藍色、綠色或紅色。這些顏色與發現它們的紅移範圍相對應–高（藍色）、非常高（綠色）或極高（紅色）。資料來源：美國航空航天局、歐洲航天局、加拿大航天局和太空望遠鏡科學研究所。

在這項研究中，天文學家們在”非常高的紅移”中尋找潛在的星系。Yan說，天文學中的紅移概念使天文學家能夠通過觀察宇宙中遙遠物體–如星系–發出的光波的顏色變化來測量它們的距離。

Haojing Yan 資料來源：密蘇里大學

“如果一個發光源向我們移動，光線就會被’擠壓’，而較短的波長就表現為藍光，或藍移，”Yan說。”但是，如果這個[光]源正在遠離我們，它產生的光正在被’拉伸’，並變為更長的波長，由紅光錶示，或紅移。”

Yan說，埃德溫-哈勃在20世紀20年代末發現我們的宇宙在不斷擴大，這是理解天文學中如何使用紅移的關鍵。”哈勃證實了我們銀河係以外的星係正在遠離我們，而且它們越遠，它們遠離的速度就越快，這通過距離的概念與紅移有關–一個物體的紅移越高，比如一個星系，它離我們就越遠。”

因此，在非常高的紅移上尋找星系給了天文學家一種構建宇宙早期歷史的方法。

“光速是有限的，所以光經過一段距離到達我們需要時間，例如，當我們看太陽的時候，我們不是在看它現在的樣子，而是看它在大約8分鐘前的樣子。這是因為太陽的輻射需要這麼長的時間才能到達我們這裡。因此，當我們在看非常遙遠的星係時，我們是在看它們很久以前的圖像。”

利用這一概念，Yan的團隊分析了JWST捕獲的紅外光，以識別星系。”一個星系的紅移越高，光線到達我們這裡的時間就越長，所以更高的紅移對應著更早的宇宙觀，因此，通過觀察高紅移的星系，我們得到了宇宙在很久以前的樣子的更早的快照。”

JWST對這一發現至關重要，因為像星系這樣位於高紅移，也就是11及以上的空間物體只能通過紅外光探測。這超出了美國宇航局的哈勃太空望遠鏡所能探測到的範圍，因為哈勃望遠鏡只能看到從紫外線到近紅外的光線。

“JWST，最強大的紅外望遠鏡有足夠的靈敏度和分辨率來完成這項工作，到這些首批JWST數據集被發布[在2022年7月中旬]，大多數天文學家認為宇宙中應該很少有超過紅移11的星系。至少，我們的結果挑戰了這種觀點。我相信這一發現只是冰山一角，因為我們使用的數據只集中在宇宙的一個非常小的區域。在這之後，我預計其他的天文學家團隊將在浩瀚的太空中的其他地方發現類似的結果，因為JWST繼續為我們提供了一個關於我們宇宙最深處的新視角。”