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詹姆斯·韦伯在破纪录的早期宇宙星系中检测到第一批恒星的特征
一个国际天文学家小组使用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)宣布发现了迄今为止关于宇宙第一代恒星的最有力证据。这一发现代表了宇宙学的一个里程碑,让我们得以一睹被称为“宇宙黎明”的时期。 这些信号是在 JADES-GS-z14-0 星系中发现的,现已被确认为迄今为止观测到的最遥远的星系。分析的光传播了超过 135 亿年,显示该物体是在大爆炸后仅 2.9 亿年。 这一观察可能最终证实了长期以来关于第一个宇宙结构如何形成的理论,并开始在宇宙中播种我们所知道的行星和生命形成所必需的化学元素。 韦伯望远镜前所未有的能力 这一发现的实现得益于詹姆斯·韦伯号上的先进技术,该技术在红外光谱下工作,非常适合捕获来自极远物体的光线。 NIRCam(近红外相机)仪器在首次识别 JADES-GS-z14-0 方面发挥了重要作用。它的灵敏度使其能够根据星系的颜色来探测星系,由于宇宙的膨胀,星系的颜色发生了极大的红移,这是其巨大距离的指标。 识别后,NIRSpec光谱仪(近红外光谱仪)对准目标超过28小时,需要很长的曝光时间才能收集足够的光线进行详细分析。近红外光谱仪获得的光谱使科学家不仅能够精确测量星系的破纪录距离,还能分析其中气体的化学成分,揭示原始恒星存在的特征。 在光谱中发现的线索 天文学家还没有直接对第三族恒星进行成像,因为它们的寿命非常短。相反,研究小组在银河系环境中检测到了它明确无误的特征。 光谱分析显示,巨大的氢气云受到极高能紫外线辐射的强烈轰击。 这种辐射的强度如此之高,以至于无法用更年轻和更常见的恒星(例如构成更近的星系的恒星)的存在来解释。 与当前理论模型一致的唯一解释是存在一个巨大的第三星族星团,该星团非常热且明亮。 III族恒星之谜 III族恒星是现代宇宙学的理论支柱之一,但迄今为止它们从未被观测到。它们代表了宇宙中形成的第一代恒星,几乎完全由大爆炸中形成的元素组成:氢和氦。由于缺乏天文学中称为“金属”的重元素,这些恒星的质量达到了巨大,可能是太阳质量的数百倍。由于质量如此之大,它们会以惊人的速度燃烧核燃料,在超新星爆炸之前只能存活几百万年。正是这些原始爆炸创造并传播了第一批重元素,例如碳和氧,使下一代恒星及其行星系统拥有更复杂化学所需的成分。...