詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）使天文學家得以證實，去年夏天最初發現的一個星系”Maisie”是有史以來觀測到的最早的星系之一。這些發現最近發表在《自然》雜誌上。梅茜星係是為了紀念史蒂文-芬克爾斯坦的女兒而命名的。

自首次發現Maisie星係以來的後續觀測表明，Maisie的歷史可以追溯到宇宙大爆炸後的3.9億年。雖然這並不像德克薩斯大學奧斯汀分校天文學家史蒂文-芬克爾斯坦領導的研究小組最初估計的那麼古老，但它仍然是目前觀測到的四個最早確認的星系之一。

UT奧斯汀分校的天文學教授、《自然》論文的作者、宇宙演化早期釋放科學調查（CEERS）的首席研究員芬克爾斯坦說：”Maisie星系令人興奮的地方在於，它是JWST最早發現的遙遠星系之一，而且在這一組星系中，它是第一個真正被光譜學證實的星系。他用女兒的名字為這個星系命名，因為它是在女兒的生日那天被發現的。”

觀看模擬從地球飛往Maisie星系的視頻。資料來源：可視化： 弗蘭克-薩默斯（STScI）、格雷格-培根（STScI）、約瑟夫-德帕斯誇萊（STScI）、莉婭-胡斯塔克（STScI）、約瑟夫-奧姆斯特德（STScI）、阿麗莎-帕根（STScI） 科學： Steve Finkelstein（UT Austin）、Rebecca Larson（RIT）、Micaela Bagley（UT Austin）

最新分析由第一作者巴勃羅-阿拉巴-哈羅（Pablo Arrabal Haro）領導，他是美國國家科學基金會國家光學-紅外天文研究實驗室的博士後助理研究員。除了芬克爾斯坦之外，來自UT Austin的共同作者還有凱特琳-凱西（Caitlin Casey）、米塞拉-巴格利（Micaela Bagley）、凱瑟琳-克沃羅夫斯基（Katherine Chworowsky）和藤本誠司（Seiji Fujimoto）。

CEERS團隊目前正在評估另外大約10個星系，它們可能來自比Maisie星系更早的時代。

太空中的物體並沒有印上時間戳。為了推斷我們觀測到的光線是何時離開某個天體的，天文學家會測量它的紅移，也就是它的顏色由於遠離我們的運動而發生的偏移量。由於我們生活在一個不斷膨脹的宇宙中，我們觀測的時間越久遠，天體的紅移就越大。

最初對紅移（以及宇宙大爆炸後的時間）的估計是基於光度測量，即使用少量寬頻濾光片測量圖像中的光亮度。這些估算是利用CEERS 在望遠鏡第一個觀測季的最初分配時間內收集的數據做出的。為了獲得更準確的估計值，CEERS團隊申請使用JWST的光譜儀器NIRSpec進行後續測量，該儀器將物體的光線分成許多不同的窄頻率，以更準確地識別其化學構成、熱量輸出、固有亮度和相對運動。根據最新的光譜分析，Maisie星系的紅移為z=11.4。

這項研究還考察了CEERS-93316星系，愛丁堡大學領導的研究小組最初在公開的CEERS數據中發現了這個星系，據初步估計，它是在宇宙大爆炸後2.5億年被觀測到的。經過進一步分析，研究小組發現CEERS-93316 的紅移更為適中，為z=4.9，相當於宇宙大爆炸後約10 億年。

原來，CEERS-93316 中的熱氣體在與氧和氫相關的幾個窄頻段中發出了大量的光，使星系看起來比實際要藍得多。這種藍色模仿了芬克爾斯坦等人預計在早期星系中看到的特徵。這是由於測光方法的一個怪癖，只有紅移約為4.9的天體才會出現這種情況。芬克爾斯坦認為這是運氣不好，他說：”這是一個有點奇怪的案例。”在光譜觀測到的數十個高紅移候選天體中，這是唯一一個真實紅移遠小於我們最初猜測的天體。”

這個星係不僅呈現出不自然的藍色，它的亮度也比我們目前的模型預測的在宇宙中形成如此之早的星系的亮度要高得多。

芬克爾斯坦說：”要解釋宇宙如何能這麼快就形成如此巨大的星系，這確實很有挑戰性。因此，我認為這可能一直是最有可能的結果，因為它是如此極端，如此明亮，在如此明顯的高紅移下”。