由于詹姆斯·韦伯(James Webb)太空望远镜(JWST)的观察结果,宇宙中第一代恒星存在的证据已经曝光 。证明位于已知的最遥远的星系之一。
该银河系是指定为GN-Z11的 ,是由哈勃太空望远镜在2015年发现的,在詹姆斯·韦伯太空望远镜推出之前,它被认为是最遥远的银河系。凭借10.6的红移 ,谈论它已经存在了多久,而不是它是多远的意义 。那是因为我们看到了GN-Z11,因为大爆炸仅4.3亿年,因为它光明到我们的宇宙角落所花费的时间。为了进行比较 ,今天的宇宙已有138亿年的历史。
因此,GN-Z11是JWST学习的主要目标。现在,两篇新论文描述了有关GN-Z11的深刻发现 ,这些发现揭示了有关早期宇宙中存在的星系如何发展的重要细节 。
GN-Z11是在此特殊红移中众所周知的最发光的星系,的确,这已成为JWST几乎经常在早期宇宙中发现的高红移星系的共同主题。它们中的许多人看起来比我们的银河系模型预测的要好得多。这些预测基于宇宙学的标准模型 。
有关的: 詹姆斯·韦伯(James Webb)望远镜在已知的宇宙中检测到最古老的“死 ”银河系;它的死亡可能挑战宇宙学
现在 ,JWST的新观察似乎已经阐明了正在发生的事情。
由剑桥大学罗伯托·莫利诺(Roberto Maiolino)领导的一支天文团队用JWST的两种近红外仪器,即近红外摄像头(NIRCAM)和近红外光谱仪(NIRSPEC)探测了GN-Z11。研究人员发现了第一代恒星的证据,称为人口III恒星 ,以及一个超级质量的黑洞吞噬了大量物质,并以极大的加速速度生长 。
科学家可以根据其丰富的沉重元素来计算恒星的年龄,这些元素本来是由前几代恒星形成和死亡的 ,将这些重型元素喷射到太空中,在那里它们最终会在星形形成区域回收以形成新的恒星体。在过去的五到六十亿年中形成的最年轻的明星被称为人口I星,并且重量最高。我们的阳光是我的人口 。年龄较大的恒星包含更少的重元素,因为它们的恒星较少。我们称这些人口II星 ,它们生活在我们银河系中最古老的地区。
然而,到目前为止,人口III明星纯粹是假设的 。
这些本来是第一个形成的恒星 ,而且由于没有其他恒星在他们面前,它们不会包含沉重的元素,并且仅由原始的氢和氦气制成。这些第一颗恒星也被认为非常发光 ,质量至少等于几百个太阳 。
尽管天文学家仍未直接看到人口III明星,但Maiolino的团队在GN-Z11中发现了他们的间接证据。NIRSPEC观察到GN-Z11边缘附近的一团电离氦。
Maiolino在一份声明中说:“我们没有看到氦气以外的其他任何事实表明,这一团块必须是原始的 。”“这是通过这些时代特别庞大的星系附近的理论和模拟所期望的 ,即应该在光环中存活的原始气体袋,这些气体可能会崩溃并形成人口III恒星。”
这种氦气被产生大量的紫外线的东西被电离,并且作为人口III恒星推断出来。潜在地 ,氦气目睹的是这些恒星形成的剩余物质 。将所有气体电离所需的紫外线量总共需要约600,000个太阳能恒星,并以比我们的太阳更亮20万亿倍的亮度闪耀。这些数字表明,诸如GN-Z11之类的遥远星系比现代宇宙中的星系更擅长形成巨大的恒星。
同时,根据第二组结果 ,Maiolino的团队还发现了GN-Z11中心有2000万摩尔质量黑洞的证据 。
该团队还发现了一片强大的辐射雪橇,从黑洞周围旋转的物质磁盘以及通常在积聚黑洞附近发现的离子化学元素流出。该团队说,这是迄今为止发现的最遥远的超大质量黑洞 ,其浓烈的食欲会导致其积聚盘变得浓密而热,并明亮地闪耀。研究人员认为,这是使GN-Z11如此明亮地发光的原因 ,而不是像某些人过早声称的那样破坏标准宇宙学 。
关于离子氦结块和人口III星的研究已被接受在《天文学和天体物理学》杂志上发表,并且可以在此处找到预印本。同时,关于黑洞的NiRcam观察研究的研究于1月17日发表在《自然》杂志上。
最初发布 space.com。