撰文：布兰登·斯佩克托                   2023年11月25日

詹姆斯·韦伯太空望远镜的近红外相机（NIRCam），已经确认了有史以来第二和第四遥远的星系（UNCOVER z-13和UNCOVER z-12）。它们在这里被显示为，已被转换为可见光颜色的近红外波长的光。（图片：美国宇航局，UNCOVER（Bezanson et al.，DIO:10.448550/arXiv.2212.04026）。插图：美国宇航局，UNOVER（Wang et al.，2023）。组成：Dani Zemba/宾夕法尼亚州立大学。保留所有权利。）

天文学家使用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），发现了已知宇宙中最古老、最遥远的两个星系，它们的历史可以追溯到宇宙大爆炸后的3.3亿年。

这些古老的天体，被估计是有史以来探测到的第二和第四遥远的星系，距离已知最早的星系JADES-GS-z13-0还差一点，该星系此前是JWST在时间黎明后约3亿年发现的。来自这三个非常古老的星系发出的光，经过130多亿年才到达JWST的透镜。

宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学助理教授、一项关于这些星系的新研究的合著者乔尔.莱亚在一份声明中说：“这些星系发出的光是古老的，大约比地球古老三倍。只有通过它们的光，我们才能开始了解，在宇宙黎明附近控制（星系）的奇异物理学。”

莱亚及其同事在一个名为潘多拉星团（Abell 2744）的太空区域，探测到了新发现的星系，据美国宇航局称，这是一个巨大的星系团，包含相当于4万亿个太阳的质量。

星系团是受引力约束的宇宙中质量最大的结构。然而，这两个新发现的古老星系并不是在星团内部发现的——它们是在星团后面发现的，这要归功于一种称为引力透镜的自然放大效应。阿尔伯特·爱因斯坦首次预测引力透镜的存在，当超大质量物体弯曲其周围的空间，弯曲并放大附近经过的光时，就会发生引力透镜效应。

在新的JWST观测中，潘多拉星团的质量产生了一个足够强大的引力透镜，可以放大这两个星系的光，尽管它们位于潘多拉之后数十亿光年。

研究人员写道，这张放大的照片显示，这两个古老的星系似乎比宇宙历史上同一时期观察到的其他星系大得多。事实上，这些星系足够大，研究人员可以辨认出其不同的形状。

宾夕法尼亚州立大学博士后学者、该研究的主要作者王冰洁在声明中说：“以前在这些距离发现的星系是点源，它们在我们的图像中看起来像一个点。但我们的一个看起来很细长，几乎像花生，另一个看起来像蓬松的球。”

--一项新的研究表明，詹姆斯·韦伯望远镜可以探测到来自银河系的地球上的生命。

王补充道：“目前尚不清楚大小的差异是由于恒星是如何形成的，还是由于它们形成后发生了什么，但星系性质的多样性真的很有趣。”

这些新星系加入了JWST探测到的，越来越多的极古老天体的行列。最近，该望远镜揭示了已知宇宙中最古老的活动的超大质量黑洞，可追溯到大爆炸后约4.5亿年，以及有机分子的最古老证据，该黑洞位于距离地球约123亿光年的云中。

这项新研究于11月13日发表在《天体物理杂志快报》上。