詹姆斯韦伯太空望远镜现在拥有最遥远天体的前8名

2022年，哈勃拥有最遥远星系的记录。今天，这个星系被下降到第9个最遥远的天体。谢谢，詹姆斯韦伯太空望远镜。

STARTS WITH A BANG — NOVEMBER 27, 2023

Ethan Siegel

詹姆斯韦伯太空望远镜高级深银河系外勘察勘察的这个微小区域显示一个星系的混合：一些是相对近的、大的、高度演化的和大质量的，其他的在中等距离并在它们中有一个老恒星和年轻恒星的混合，以及大量的非常遥远甚至是微弱的、严重变红的潜在的来自我们宇宙历史的前5%的超遥远星系。在这个小小的区域里，詹姆斯韦伯太空望远镜的力量以及宇宙角尺度的演化正在充分展示。像这个一样的宇宙观望，仅在短短几十年前是不可探测的。Credit: NASA, ESA, CSA, STScI

关键要点

就在最近2022 年，从来发现并确认的最遥远的星系是 GN-z11，它的光从大爆炸后刚好4 亿年来到了我们：当时宇宙只有它当前年龄的 3%。

以它卓越的尺寸、波长灵敏度和一个更好提升的仪器套件，詹姆斯韦伯太空望远镜继续超越哈勃望远镜之前的限制，允许我们来看比以往任何时候都更早的宇宙历史。

以在它的腰带下的几乎一年的科学运行，詹姆斯韦伯太空望远镜已经多次超越哈勃之前的记录，GN-z11现在在最遥远的星系名单上仅排名第9位。这里是詹姆斯韦伯太空望远镜已经取得的。

一年前在2022年中，哈勃仍然保持着宇宙距离记录。

大天文台南部深场观测-北场（GOODS-N）的一部分，其包含GN-z11星系，从来观测到的最遥远的星系。最初，哈勃数据指明了一个为11.1的红移，一个321亿光年的距离和一个推断的在这个光被发射时的宇宙的4.07亿岁的年龄。用更好的詹姆斯韦伯太空望远镜数据，我们知道这个星系更近一点：在一个10.60红移上，对应于一个4.33亿岁的宇宙年龄。Credit: NASA, ESA, G. Bacon (STScI), A. Feild (STScI), P. Oesch (Yale)

2015年中GN-z11星系被发现在一个深度成像场中。

在50天的过程，用一个超过200万秒（相当于23天）的总观测时间，哈勃极限深场（XDF）被从先前哈勃超深场图像的一个部分构建。哈勃极限深场结合了从紫外线到可见光并出去到哈勃望远镜的近红外极限的光，代表了人类的宇宙的最深观望：这一记录直到它被詹姆斯韦伯太空望远镜打破为止一直保持着。在被哈勃望远镜看到没有星系的红框中，詹姆斯韦伯太空望远镜的詹姆斯韦伯太空望远镜高级深银河系外勘察勘察揭示了迄今为止最遥远的星系：JADES-GS-z13-0。超越我们看到的推断我们知道和期望一定存在的，我们推断一个总共在可观测的宇宙共约有2 x100万的6次幂（sextillion）颗恒星。Credit: NASA, ESA, G. Illingworth, D. Magee, and P. Oesch (University of California, Santa Cruz), R. Bouwens (Leiden University), and the HUDF09 Team; Annotations and stitching by E. Siegel

它的光从134亿年前到达：当时宇宙只是它现在年龄的3%。

只是因为被哈勃发现的最遥远的星系GN-z11位于一个在那里星系际介质大部分被再电离的区域，是哈勃目前能够来向我们揭示它。其他在相同距离但就再电离而言没有沿着偶然的大于平均视线的星系只能被在更长的波长揭示，并且通过詹姆斯韦伯太空望远镜等天文台。目前，GN-z11只是已知的第9个最遥远的星系，所有其他星系都被詹姆斯韦伯太空望远镜发现。Credit: NASA, ESA, P. Oesch and B. Robertson (University of California, Santa Cruz), and A. Feild (STScI)

它的沿着一个异常透明的视线的明亮而巨大的性质使哈勃望远镜能够来看到它。

在詹姆斯韦伯太空望远镜之前，已知大约有40个超遥远的星系候选者，主要经由哈勃的观测。早期的詹姆斯韦伯太空望远镜结果揭示了许多更超遥远星系候选者，但现在一个多达717个的它们刚好已经在詹姆斯韦伯太空望远镜高级深银河系外勘察125平方角分视野中被发现。整个夜空是100万倍更宏大的，这表明至少在那里有数亿个这样的超遥远星系要发现。Credit: Kevin Hainline for the JADES Collaboration, AAS242

直到詹姆斯韦伯太空望远镜为止，没有基于地面或基于太空望远镜从来看了更远的。

最新的詹姆斯韦伯太空望远镜超深场的这一部分，与哈勃的极限深场和超深场重叠，揭示一个对哈勃望远镜以前看不见的巨大量天体，甚至只有约4%的观测时间。詹姆斯韦伯太空望远镜就是这么好，但这些星系对宇宙学意味的仍在审查中。Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, Christina Williams (NSF’s NOIRLab), Sandro Tacchella (Cambridge), Michael Maseda (UW-Madison); Processing: Joseph DePasquale (STScI); Animation: E. Siegel

詹姆斯韦伯太空望远镜的更大尺寸、更好分辨率和红外优化提供卓越的观测。

这个首先被哈勃望远镜和后来被詹姆斯韦伯太空望远镜标志的观望的空间区域，，显示一个在两者之间切换的动画。詹姆斯韦伯太空望远镜揭示气体特征、更深的星系以及对哈勃望远镜看不到的其他细节。尽管这些星系中许多是非常遥远的，但物理上更小但比146亿光年更遥远的星系能比它们的更近、更小的对手出现更大。Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, Christina Williams (NSF’s NOIRLab), Sandro Tacchella (Cambridge), Michael Maseda (UW-Madison); Processing: Joseph DePasquale (STScI); Animation: E. Siegel

今天，在 2023 年，GN-z11 已跌至所有时间第 9 位。

这个令人难以置信的遥远宇宙的观望以壮观的细节被揭示在来自詹姆斯韦伯太空望远镜高级深银河系外勘察合作的第二次数据发布中。用主要来自近红外相机仪器的数据，但被近红外相机光谱增强，远近的恒星和星系以及一些最遥远的宇宙天体，彼此都被一道揭示。Credit: JADES Collaboration

詹姆斯韦伯太空望远镜高级深银河系外勘察合作广泛的帮助了。

这张图片显示詹姆斯韦伯太空望远镜高级深银河系外勘察（JADES）的研究区域。该区域包括并包含哈勃极限深场，并在哈勃不能看到的破纪录距离上揭示新的星系。詹姆斯韦伯太空望远镜图像上的颜色不是“真彩色”，而是基于各种选择被分配的。这张图像于 2022 年12 月发布，自此以来已经被在同一空间区域内的后续观测增强。Credit: NASA, ESA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb); Science credits: Brant Robertson (UC Santa Cruz), S. Tacchella (Cambridge), E. Curtis-Lake (UOH), S. Carniani (Scuola Normale Superiore), JADES Collaboration

三个新的星系:

JADES-GS-z13-0,

JADES-GS-z12-0,

JADES-GS-z10-0,

现在保持#1、#3 和 #10地位。

到目前为止，被识别的为詹姆斯韦伯太空望远镜高级深银河系外勘察部分的四个最遥远的星系，包括三个超过由哈勃之前设定的“最遥远星系”的阈值。到目前为止，用了没有超过詹姆斯韦伯太空望远镜高级深银河系外勘察总数据四分之一，这一记录可能会在未来几个月和几年内再次下降，也许是多次下降，但莱曼断裂的不含糊的特征能被清楚的看到。最遥远的JADES-GS-z13-0于2022年12月从哈勃望远镜手中夺走了记录，至今仍保持着这一记录。Credit: NASA, ESA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb), Leah Hustak (STScI); Science credit: Brant Robertson (UC Santa Cruz), S. Tacchella (Cambridge), E. Curtis-Lake (UOH), S. Carniani (Scuola Normale Superiore), JADES Collaboration

詹姆斯韦伯太空望远镜高级深银河系外勘察确定了GN-z11是更最近的：来自大爆炸后4.33亿年，而不是4.07亿年。

大天文台南部深场观测场的一部分，其中包含GN-z11星系，从来观测到的最遥远的星系。最初，哈勃数据指明了一个红移为11.1，一个为321亿光年的距离，一个推断的在这个光被发射时4.07亿光年的宇宙的年龄。用更好的詹姆斯韦伯太空望远镜数据，我们知道这个星系有点更近：在一个为10.60红移上，对应于一个年龄为4.33亿岁的宇宙。Credit: NASA, ESA, G. Bacon (STScI), A. Feild (STScI), P. Oesch (Yale)

用詹姆斯韦伯太空望远镜高级深银河系外勘察光谱学上测量的另一个星系UDFj-39546284保持着#6地位。

UDFj-39546284于2009年首次被成像，并于2010年被识别为一个超遥远星系的可能候选者，在2023年中被詹姆斯韦伯太空望远镜高级深银河系外勘察合作用詹姆斯韦伯太空望远镜数据仅光谱学上证实。它位于一个11.58红移上，使它成为所有时间第六遥远的星系。Credit: NASA, ESA, G. Illingworth (University of California, Santa Cruz), R. Bouwens (University of California, Santa Cruz, and Leiden University) and the HUDF09 Team

UNCOVER合作也已经超越哈勃的旧记录。

这张图片显示了詹姆斯韦伯太空望远镜 UNCOVER财富勘察的完整成像场，它在天空上占据约0.007平方度。在这个微小的空间中，大约有50000个天体被揭示，其中大多数毕竟与成像的星团Abell 2744无关，而是作为被星系团本身引力影响的背景星系。在这里没有看到物质-反物质湮灭的迹象，这表明所有显示的恒星和星系都是由物质组成的而不是反物质。然而，许多引力上透镜背景星系是在从来发现的最遥远的星系中。Credit: R. Bezanson et al., ApJ submitted, JWST UNCOVER Treasury Survey, 2023

目前，UNCOVER-z13 和UNCOVER-z12 保持 #2 和 #4 所有时间地位。

这张潘多拉星系团Abell 2744的詹姆斯韦伯太空望远镜观望展示多个远远超出星系团本身的星系，从许多来自宇宙历史的前10亿年内。引力透镜让这些否则不可见的星系对詹姆斯韦伯太空望远镜可以获得的，以UNCOVER勘察目前把持所有时间考虑的最遥远的星系的#2和#4地位。Credit: NASA, ESA, CSA, Tommaso Treu (UCLA); Processing: Zolt G. Levay (STScI)

GLASS和CEERS合作还用詹姆斯韦伯太空望远镜观望了早期、超遥远的宇宙。

在GLASS-詹姆斯韦伯太空望远镜勘察体积中的一个超遥远星系候选者，以及由阿塔卡玛的标志双电离氧探测的轮廓。詹姆斯韦伯太空望远镜和阿塔卡玛数据指向同一天体，有一个仅为 0.5 弧秒的偏移量。这个星系，现在被称为GLASS-z12，是从来发现的第五个最遥远的天体。Credit: T. J. L. C. Bakx et al., MNRAS, 2022

GLASS-z12 保持 #5 地位，而麦歇的星系（Maisie’s galaxy） 和 CEERS2 588保持 #7 和 #8 地位。

来自 CEERS光度测量勘察的几个不同的詹姆斯韦伯太空望远镜“点”的集合包含麦歇的星系，这是一个高红移星系候选者，最近光谱上被证实为在z = 11.4，将它置于大爆炸后仅3.9亿年。它还包含四个独立的在一个确认的为4.9红移上的附近星系，表明在大爆炸后仅12亿年一个星系原星系团。Credit: NASA/STScI/CEERS/TACC/S. Finkelstein/M. Bagley/R. Larson/Z. Levay

吉尼斯世界纪录是错误的，需要明确的光谱确认来确定一个星系的距离。

在被我们最强大的天文台拍摄的整个光谱中，包括阿塔卡玛的HD1星系，对一个线浮现仅一个诱人的签名：双电离氧线。它的信心没有上升到来宣布一个发现所需的“黄金标准”，并且将仍然只是一个高红移星系候选者（尽管吉尼斯说的），直到詹姆斯韦伯太空望远镜拿上一个这个天体的真正可信光谱为止。Credit: Y. Harikane et al., ApJ, 2022

大多静音星期一以图像、视觉效果和不超过 200 字讲述一个天文故事。

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