羅格斯大學-新布朗斯維克分校的一位天文學家領導的研究小組利用美國國家航空航天局詹姆斯-韋伯太空望遠鏡收集的大量數據集，正在發掘早期宇宙中存在的條件的線索。據研究人員稱，他們的研究小組對沃爾夫-倫德馬克-梅洛特（WLM）星系中恆星的年齡進行了編目，構建了迄今為止最詳細的星系圖。WLM星係是銀河系的鄰居，是一個活躍的恆星形成中心，其中包括130億年前形成的古老恆星。

羅格斯大學的天文學家利用詹姆斯-韋伯太空望遠鏡研究了沃爾夫-倫德馬克-梅洛特星系，揭開了宇宙早期恆星形成的歷史。他們的發現為星系如何演化以及溫度在恆星形成中的作用提供了新的見解。資料來源：美國國家航空暨太空總署

面向宇宙的“考古發掘”

藝術與科學學院物理與天文學系助理教授克里斯汀-麥奎恩（Kristen McQuinn）說：”透過如此深入的觀察和如此清晰的觀察，我們已經能夠有效地回到過去，基本上是在進行一種考古挖掘，尋找宇宙歷史早期形成的低質量恆星。”她領導的研究發表在《天文物理學報》。

McQuinn認為，羅格斯大學高級研究計算辦公室管理的Amarel高效能運算集群使研究小組能夠計算銀河系的恆星發展史。這項研究的一個面向是將一次大規模計算重複600次。

她補充說，這項重大計算工作還有助於確認望遠鏡校準和數據處理程序，這將使更廣泛的科學界受益。

WLM星係部分區域的兩幅景象，一幅由美國太空總署哈伯太空望遠鏡拍攝（左），另一幅由詹姆斯-韋伯太空望遠鏡拍攝。圖片來源：Science：NASA, ESA, CSA, IPAC, Kristen McQuinn (RU), Image Processing：Zolt G. Levay（STScI），Alyssa Pagan（STScI）

低質量星系的重要性

麥奎恩對所謂的”低質量”星系特別感興趣。因為它們被認為是早期宇宙的主宰，研究人員可以利用它們來研究恆星的形成、化學元素的演化以及恆星形成對星系氣體和結構的影響。它們很微弱，分佈在天空中，構成了本地宇宙中的大多數星系。像韋伯望遠鏡這樣先進的望遠鏡讓科學家們能夠近距離觀察它們。

WLM是德國天文學家馬克斯-沃爾夫（Max Wolf）於1909年發現的一個”不規則”星系，這意味著它不具有明顯的形狀，如螺旋形或橢圓形，瑞典天文學家克努特-倫德馬克（Knut Lundmark）和英國天文學家菲力伯特-雅克-梅洛特（Philibert Jacques Melotte）於1926年對它進行了更詳細的描述。它位於本星系群的外圍，本星系群是一個啞鈴狀的星系群，其中包括銀河系。

麥奎因指出，由於位於本星系群的邊緣，WLM免受了與其他星系交融的破壞，使其恆星群處於原始狀態，有利於研究。天文學家之所以對WLM感興趣，也因為它是一個充滿活力的複雜星系，擁有大量氣體，能夠積極地形成恆星。

WLM 銀河系中的恆星形成

為了了解銀河系恆星形成的歷史–即恆星在宇宙不同時期的誕生速度，麥奎恩和她的團隊利用這架望遠鏡煞費苦心地將包含成千上萬顆恆星的天空區域歸零。為了確定恆星的年齡，他們測量了恆星的顏色（代表溫度）和亮度。

麥奎因說：「我們可以利用我們對恆星演化的了解，以及這些顏色和亮度所顯示的情況，基本上確定星系恆星的年齡。」研究人員隨後對不同年齡的恆星進行了計數，並繪製出了宇宙歷史上恆星的誕生率。

以這種方式對恆星進行編目向研究人員表明，隨著時間的推移，WLM 產生恆星的能力正在起伏。研究團隊的觀測結果證實了科學家們早期利用哈伯太空望遠鏡所做的評估，這些觀測結果表明，在宇宙歷史的早期，該星系曾在30億年的時間裡產生過恆星。它停頓了一段時間，然後又重新點燃。

她相信這種停頓是由早期宇宙的特定條件造成的：”那時的宇宙真的很熱。我們認為，宇宙的溫度最終加熱了這個星系中的氣體，使恆星的形成一度停止。冷卻期持續了幾十億年，然後恆星形成再次開始。”

這項研究是美國國家航空暨太空總署”早期發布計劃”的一部分，該計劃指定科學家與太空望遠鏡科學研究所合作開展研究，旨在突出韋伯的能力，幫助天文學家為未來的觀測做好準備。

美國國家航空暨太空總署於2021 年12 月發射了韋伯望遠鏡。這個大型鏡面儀器在距離地球一百萬英里的地方圍繞著太陽運行。科學家們爭先恐後地在望遠鏡上研究一系列主題，包括早期宇宙的狀況、太陽系的歷史以及系外行星的搜尋。

麥奎因說：「這項計劃將產生許多尚未完成的科學成果。”