詹姆斯·韦伯太空望远镜发现在早期宇宙中的星系比我们想的是远更混沌的

By Elizabeth Howell published 4 hours ago

Astronomy

用詹姆斯·韦伯太空望远镜，科学家们已经绘制了数十亿年的星系演化，发现靠近黎明的星系比它们今天是的更混沌。

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当詹姆斯·韦伯太空望远镜用它的近红外相机（NIRCam）检查了年轻星系时它揭开了在这些遥远天体形成中的混乱的早期阶段。(Image credit: NASA, ESA, CSA, STScI, B. Robertson (UC Santa Cruz), B. Johnson (CfA), S. Tacchella (Cambridge), P. Cargile (CfA))

一项新的研究表明在年轻宇宙中的星系就像宇宙的幼儿一样是混乱的，安顿下来有困难的。

用强大的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），科学家们窥视了早期宇宙中的250多个星系。研究小组绘制了很久以前气体的运动图，当时这个宇宙正在成长起来——在大爆炸后8亿到15亿年之间。（宇宙大约138亿岁老）。

他们的发现于周二（10月21日）发表在《皇家天文学会月刊》上，表明星系在它们的年轻中是不安分的。

剑桥大学卡夫利宇宙学研究所的博士生、主要作者罗拉（Lola Danhaive）在一封电子邮件中告诉《生活科学》杂志：“大部分星系群正在经历一个它的演变史中的动荡阶段”。

罗拉解释说，与过去的研究不同，该团队针对了更小质量的星系并发现了他们叫“混乱的运动学”的，这意味着研究人员研究的星系不是像银河系和它的邻居一样是稳定的旋转盘。

罗拉补充说，宇宙的历史的更早阶段期间的动荡比科学家之前想的远更高，因为更早的研究被偏向朝更大和更有序的星系，这些星系在望远镜中来发现比新研究中瞄准的更小星系更容易。

罗拉说：“我们发现（星系）盘中的这种湍流被大量的气体造成的证据，这些气体鼓动强烈的恒星形成并驱动引力的不稳定性”。

此外，研究人员绘制了星系如何从这些混沌结构转变成在成熟星系中更规则的模式，为星系如何从年轻到成熟成长提供一个前所未有的观望。

罗拉说：“在早期，星系正在经历一个湍流的组装相，其中强烈的恒星形成爆发和大量的气体扰乱气体盘的有序运动。在以后的时间里星系生长它们的质量并变得更稳定” 。

在过去的几十亿年里，因为可用气体被恒星吸收和在整个星系中的减少，银河系一样结构更最近形成了。更少的自由漂浮气体允许成熟星系来生长和比年轻时更平稳变化。

没有詹姆斯·韦伯太空望远镜这项研究会已经是不可能的，詹姆斯·韦伯太空望远镜息栖于太空中一个遥远的、引力上稳定的地点上，远离地球和月球的杂散光。红外望远镜能比任何它的前辈更深入窥视进太空，并且常规的发现被考虑为是已知宇宙中最早的星系。丹海夫说这个天文台与仿真配对正在帮助研究人员更好了解“突发的”恒星形成和气体如何影响一个星系的盘。

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她说，“总的来说我们的工作打开一扇探究早期星系形成动力学的窗户”。接下来该团队计划通过追踪气体如何化学上增富来研究单个星系中气体的流入和流出。

研究人员预计由于来自星系内单个恒星的贡献流入的气体将被更少增富或“原始的”，而流出的气体将有更多的化学成分。例如，检查气体如何在整个星系中流动允许研究人员来看为什么一些星系比其他星系更快旋转。

罗拉说：“以詹姆斯·韦伯太空望远镜的惊人能力有如此更多要发现，我们期待着探索早期星系形成的更多方面”。

https://www.livescience.com/space/astronomy/james-webb-telescope-finds-that-galaxies-in-the-early-universe-were-much-more-chaotic-than-we-thought