在過去兩年中，天文學運用韋伯太空望遠鏡（JWST）來搜尋「宇宙黎明」時期，也就是在大霹靂（big bang）後約幾億年內所誕生的星系。因為觀察這些星系可以進一步推算宇宙形成初期的氣體分佈與性質，以及在豐富的氣體環境下，恆星與黑洞的形成及演化。研究團隊利用韋伯望遠鏡上的近紅外光譜儀，發現紅位移值高達14以上，在宇宙大炸後僅2.9億年誕生的極早期星系JADES-GS-z14-0，並解析出其光譜。
圖說：藉由韋伯望遠鏡的近紅外線光譜儀觀測後，確認星系JADES-GS-z14-0的紅位移值達14.32，成為目前已知最遙遠的星系，估計此星系約在大霹靂後不到3億年時就已誕生。（影像來源：NASA等）
團隊進一步發現此星系雖然距離遙遠，但是異常明亮。而且與另一個極早期星系距離非常近，天文學家認為這兩個星系或許有關聯，可能是另一個更大天體的一部分。在2024年1月的一次持續10小時的觀測後，進行光譜分析時隨即發現此星系的紅位移值高達14.32，打破了之前所發現，紅位移值為13.2的星系JADES-GS-z13-0紀錄。
圖說：圖說：天文學家藉由韋伯望遠鏡的近紅外線光譜儀，分析出星系JADES-GS-z14-0的完整光譜，據此可準確測量星系的紅位移值，並確定其年齡。（圖片來源：NASA等。）
綜合此星系的亮度與距離比較後，發現此星系不但異常明亮，發光區域的直徑超過1600光年以上。說明瞭此星系的光主要來自於誕生不久的眾多年輕恆星，而不是超大質量黑洞周圍的吸積盤。而且若如此高亮度的光均由恆星所發出，將意味著此星系擁有約太陽數億倍的質量！這讓天文學家非常困惑：為什麼在不到3億年的時間中，就能夠演化出如此明亮又龐大的星系？
團隊進一步運用韋伯望遠鏡的中紅外線相機觀測，發現此星系的發光波長，比天文學家所預估要長得多，亮度也更高。分析資料後發現，除了由宇宙初期的濃密星際塵埃所產生的紅化效應高過預期之外，星系中還存在極強的氫電離光譜發射源，說明星系內正爆發性產生恆星。另外，在光譜中還分析出氧，顯示在此星系誕生之前，已經經歷過很多世代的大質量恆星誕生與死亡。由於此星系與電腦模擬或者目前觀測所知的極早期星系，特性十分不同，團隊將持續搜尋此型別的極早期星系，看看是否能夠有進一步的發現，進而修正目前所知的宇宙演化與星系形成模型。本研究已發布在論文預印本網站arxiv（編譯／蔡承穎）
資料來源：NASA
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