最遥远星系惊现氧气颠覆天文学家认知

2025-03-24 | 来源: 自由时报 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

这张影像显示了已知最遥远星系JADES-GS-z14-0的精确位置，在船底座星座（Fornax）中呈现为一个极其微小的光点。（图：Space Telescope Science Institute Office of Public Outreach）

天文学家在距离地球134亿光年的JADES-GS-z14-0星系中，检测到氧气与重金属元素。这项突破性发现显示，早期宇宙的星系形成速度可能远超科学家先前预期。这个星系是目前已知最遥远的星系，其光线穿越134亿光年才抵达地球，呈现宇宙仅3亿岁时的景象。

美国有线电视新闻网（CNN）报导，这一发现源于2024年1月韦伯太空望远镜（JWST）的观测。荷兰莱顿大学莱顿天文台博士候选人斯豪斯（Sander Schouws）指出，这个星系体积庞大且异常明亮，含有的重元素比预期多十倍。他形容这就像「在只应该有婴儿的地方发现了一个青少年」。

研究团队利用智利阿塔卡马沙漠的阿塔卡马大型毫米及次毫米阵列（ALMA），进一步确认了这些发现。

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科学家估计，宇宙诞生于138亿年前的大爆炸。从JADES-GS-z14-0发出的光抵达地球耗时134亿年，这意味着我们看到的景象是宇宙诞生后约3亿年的状态。研究结果3月20日发表于《天体物理学期刊》（The Astrophysical Journal）和《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）。斯豪斯表示，这些发现颠覆了对早期星系形成的传统假设。

早期星系通常由氢和氦等轻元素构成，重元素如氧和金属应随恒星演化逐渐产生。然而，JADES-GS-z14-0却展现出异乎寻常的成熟度。义大利比萨高等师范学校助理教授卡尼亚尼（Stefano Carniani）解释，大量氧气表明已有数代大质量恒星诞生并死亡，这些重元素加速了星系的成长。

这个星系的亮度与规模同样令人惊讶。在韦伯望远镜调查的700个遥远星系中，它虽是最远的，却名列第三亮。斯豪斯比喻道，这就像「在烛光中看到粗芯蜡烛的熊熊火焰」。科学家推测，早期星系可能孕育了更多大质量恒星，从而提升整体光度。

欧洲南方天文台天文学家波平（Gerg? Popping）表示，氧气的明确检测证实星系在大爆炸后迅速成形，凸显ALMA在探索宇宙起源中的重要性。研究团队强调，单一桉例尚不足以改写理论，未来需更多观测来验证这是否为特例。