科學(xué)家發(fā)現(xiàn)潛伏在早期宇宙中的怪物星系

在早期宇宙中，早在它們應(yīng)該有時(shí)間生長(zhǎng)之前，天文學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了他們所謂的“紅色怪物”：三個(gè)大星系，幾乎和銀河系一樣大。

這是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的發(fā)現(xiàn)，原因有很多——其中最重要的是它對(duì)我們理解星系是如何形成的矛盾，當(dāng)時(shí)時(shí)間和空間都在虛空中喵喵叫著新生兒。

“在”不可能“之后不久出現(xiàn)的大質(zhì)量星系的問題Big Bang自從詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的第一張圖像出現(xiàn)以來，就一直困擾著天文學(xué)家。天文學(xué)家 Ivo Labbé 說斯威本科技大學(xué)。

“這類似于找到一個(gè)重達(dá) 100 公斤的幼兒。JWST 現(xiàn)在已經(jīng)證明怪物確實(shí)在早期宇宙中漫游。

根據(jù)仔細(xì)的觀察和分析，我們對(duì)宇宙過程的展開有一個(gè)很好的了解。但有一個(gè)關(guān)鍵的時(shí)間段我們沒有意識(shí)到：早期宇宙，被稱為宇宙黎明，即大爆炸之后的第一個(gè)十億年。

關(guān)于宇宙從滲透到早期宇宙中的原始等離子體中組裝起來的速度，我們有一些想法，但觀測(cè)證據(jù)有點(diǎn)難獲得。隨著 JWST 的出現(xiàn)，我們已經(jīng)能夠收集到這些證據(jù)。隨著遙遠(yuǎn)的太空范圍的消退，來自內(nèi)部物體的光線被拉伸到紅外波長(zhǎng)，強(qiáng)大的太空望遠(yuǎn)鏡用紅外波長(zhǎng)觀察宇宙，為我們提供了迄今為止最強(qiáng)的宇宙黎明探測(cè)器。

根據(jù)我們的模型，星系需要一些時(shí)間來組裝和生長(zhǎng)。我們并不完全確定具體細(xì)節(jié)，但最流行的模型涉及暗物質(zhì)，重子（或正常）物質(zhì)在引力作用下被收集到其中。隨著越來越多的重子物質(zhì)積累，它開始聚結(jié)成恒星，圍繞著一顆巨星旋轉(zhuǎn)黑洞在銀河系中心。

盡管星系在大爆炸后出現(xiàn)得相當(dāng)快，但它們的增長(zhǎng)速度被認(rèn)為太慢了，以至于大質(zhì)量星系不可能在宇宙黎明期間出現(xiàn)。因此，當(dāng) JWST 將其黃金眼走向早期宇宙，并開始看到那里星系比預(yù)期更大的跡象，天文學(xué)家和宇宙學(xué)家感到困惑。

今年早些時(shí)候提出的一個(gè)可能的解釋是，那些超大星系并不像看起來那么大;從它們中心周圍的材料發(fā)出的光黑洞非常亮，使星系看起來比實(shí)際更大。最近的一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)表明，黑洞可以在短時(shí)間內(nèi)照亮它們的星系非常高的亮度.

一些星系可能是這種情況。但由瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)（University of Geneva）的天文學(xué)家肖夢(mèng)元（Mengyuan Xiao）領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)新研究表明，至少在某些情況下，當(dāng)它看起來像一個(gè)巨大的星系，而嘎嘎作響時(shí)，它確實(shí)是一個(gè)巨大的星系。

觀察是為 JWST 的FRESCO 計(jì)劃，這是一項(xiàng)國(guó)際合作，旨在獲得早期宇宙中星系的準(zhǔn)確距離和質(zhì)量測(cè)量值。該團(tuán)隊(duì)研究的大多數(shù)星系都符合現(xiàn)有的星系演化模型，但有三個(gè)星系確實(shí)是異常的。

這些紅色怪物中的每一個(gè)都幾乎有銀河系那么大。它們實(shí)際上都沒有與當(dāng)前的宇宙學(xué)模型相矛盾，也沒有與暗物質(zhì)的主要理論相矛盾;但他們確實(shí)表明星系正在轉(zhuǎn)化重子物質(zhì)Into Stars （走進(jìn)星辰其速度比宇宙最近時(shí)期最高效的恒星形成星系高出兩到三倍。

但這些星系確實(shí)挑戰(zhàn)了我們對(duì)恒星形成速度的理解。如果一個(gè)星系非?；钴S，它應(yīng)該包含很高的反饋– 將恒星形成物質(zhì)推開的力，限制了新恒星形成的速度。因此，不出所料，似乎有一些我們不知道的事情。

“目前的模型無法解釋恒星的形成為何在宇宙的早期就如此高效?！?a>Labbé 說.

“通常的假設(shè)是，爆炸的恒星和超大質(zhì)量黑洞會(huì)殺死恒星的形成，從而吹滅蠟燭。毫無疑問，未來的韋伯觀測(cè)將為我們提供線索，讓我們知道我們錯(cuò)過了什么。

該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果已發(fā)表在自然界.

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