在过去几年里,已知最遥远星系的头衔几经易手,因为各个研究团队都声称发现了早期宇宙中越来越遥远的天体。现在,一组天文学家使用哈勃太空望远镜初步确定了一个新的纪录保持者:一个非常遥远的星系,其光线经历了宇宙137亿年历史的大部分时间才到达人类的望远镜。
通过回溯到大爆炸后几亿年的时间,哈勃观测到了这个被称为 UDFj-39546284 的星系,它看起来只是红外光中的一小块模糊斑点。该星系曾经一度成为已知最遥远星系——它之前被另一组天文学家使用哈勃图像识别出来,但后来被一个更新的、看似更遥远的发现所取代。然而,新的数据表明 UDFj-39546284 的红移为 11.9,对应于大爆炸后 3.8 亿年。这比之前认为的还要遥远,使这个古老的星系重新回到榜首。(红移量化了在膨胀的宇宙中,物体的发射光波长向光谱的红色端延伸了多少,是天文学家首选的远距离物体距离测量方法。)
然而,对于宇宙学家来说,更重要的是,新的研究人员不仅识别了一个,而是七个很可能是遥远星系的物体,它们的红移都为 8.5 或更高——也就是说,都在大爆炸后的 6 亿年内。这项宇宙普查的结果可能有助于研究人员确定宇宙历史最初十亿年中究竟发生了什么,当时最早的恒星和星系发出的紫外线使曾经不透明的星系际介质的氢电离。众所周知,再电离时代有效地消除了普遍存在的宇宙迷雾,使宇宙处于透明状态,今天我们能够观察到数十亿光年外的物体。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关当今世界发现和塑造我们世界的有影响力的故事的未来。
“当然,最遥远的物体很有趣,”加州理工学院的理查德·埃利斯,一篇将发表在《天体物理学杂志快报》上的研究报告的主要作者在 12 月 12 日关于这些发现的电话会议上说。“但是,重要的是普查,是这七个物体,它们首次向我们表明了再电离时代核心天体的数量。”
结合对几亿年后星系的研究,新的观测结果为再电离的速度提供了线索。“在我们的文章中,我们描述了当我们探究宇宙历史,进入这个再电离时代时,物体数量非常平稳地下降,”他说。“再电离是一个扩展的过程。它与星系的逐渐增长有关。”
但是,再电离可能在哈勃发现的最早星系之前大约 2 亿年就开始了。因此,故事的开始可能必须等待哈勃的继任者,该望远镜定于 2018 年发射。“这很可能就是哈勃能够深入探测再电离时代的深度,”埃利斯指出。“但我们有把握地预测,在再电离时代,会有更多的星系可以被詹姆斯·韦伯太空望远镜探索。”
美国宇航局科学主管约翰·格伦斯费尔德说,他作为一名宇航员,在 2009 年最后一次帮助维修和升级了哈勃,“我们真的将哈勃推向了远超其最初想象的水平。”