詹姆斯韦伯太空望远镜发现了本不应该存在的巨大遥远星系

没有人期待他们。他们不应该在那里。而现在，没有人能够解释它们是如何形成的。

几乎和星系一样大的星系银河系在他的深场图像中，满是成熟的红色星星似乎散开詹姆斯·韦伯太空望远镜（Webb 或 JWST）在早期的观测活动中，它们让天文学家头疼。

这些星系，在基于韦伯的第一个数据发布的一项新研究中描述，距离如此之远，以至于它们在强大的望远镜中只显示为微小的红点。通过分析这些星系发出的光，天文学家确定他们是在我们的宇宙诞生之初观察到它们的，也就是距今仅 50 万至 70 万年大爆炸.

这些早期星系本身并不令人惊讶。天文学家预计第一批星团将在不久后出现存在从所谓的黑暗时代 – 它存在的前 400,000 年，当时氢原子的浓雾弥漫在太空中。

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但韦伯图像中的星系看起来大得惊人，而且星星它很旧。这些新发现与当前关于宇宙在其早期如何出现和演化的观点相矛盾，并且与韦伯不那么强大的前任先前的观察结果不符，哈勃太空望远镜.

宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学助理教授、该研究的作者之一乔尔·莱加通过电子邮件告诉 SpaceX：“我们对早期宇宙中存在的星系类型有具体的预测：它们很小而且很小。” “以前使用哈勃望远镜和其他仪器对早期宇宙进行的研究往往会发现早期的小型蓝色星系：最近从原始宇宙汤中形成的物体，它们本身正在构建自己的早期恒星和结构。”

年轻的恒星通常发出明亮的蓝色光芒。随着年龄的增长，恒星在燃烧燃料并冷却时会发出红光。在韦伯建立的目的是发现古老的星系中，天文学家并没有预料到会看到古老的红色恒星。他们也不期望找到大于十亿的星系太阳队. 但 Liga 表示，在韦伯的深视野中检测到的那些红点似乎比那个大 50 倍。

“我们样本中最大的星系估计有质量 [two to four times lower] Lega 写了关于我们的银河系的文章。 “这太神奇了——当宇宙只有当前年龄的 3% 时，我们发现了和我们一样大的候选星系。”

Lega 说，在天文学家开始改写宇宙学理论以解释这些星系如何在大爆炸后如此迅速地聚集在一起之前，他们必须确保他们正在观察的单个红点不是别的东西。 Lega 说，大多数替代解释也需要全新的概念。

“例如，由于缺乏重元素，早期宇宙中的恒星可能会以奇怪的方式发光，我们可能不会将它们纳入我们的模型，”Lega 写道。或者，也许我们对恒星如何在局部形成的理解，例如有多少恒星是由气体形成的，作为恒星质量的函数，在早期宇宙中是完全行不通的。这些东西也会令人兴奋地发现，也会颠覆我们对恒星的理解早期宇宙的形成——以一种完全不同的方式。”

作为宇宙演化早期发布科学 (CEERS) 计划的一部分，近红外网络摄像头 (NIRCam) 获得了揭示这些难以捉摸的星系的图像。天文学家计划很快再次将韦伯镜转回这些星系，这一次，以获得那些遥远点的光谱。光谱根据其波长配置划分观察到的光，从而揭示其来源的化学和物理特性。

“最重要的是光谱给出了这些物体的非常精确的距离，”Lega 说。这些物体的“距离”和“身份”是相互依存的：如果我们知道距离，我们就可以定义身份，反之亦然。所以频谱会立即告诉我们我们的假设是否正确。 “

在 Webb 的团队发布版本后仅六个月第一个笔记从大天文台开始，科学家们已经面临着改写他们关于早期宇宙的理论的挑战。

宾夕法尼亚大学的 Lega 说：“我们第一次观察了非常早期的宇宙，并不知道我们会发现什么。” 陈述。（在新标签页中打开） “事实证明，我们发现了一些出乎意料的东西，它实际上给科学带来了问题。它对早期星系形成的全貌提出了质疑。”

研究周三（2 月 22 日）发表在《自然》杂志上。

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Shao Shuang

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