韦伯太空望远镜展示了许多早期星系:看起来像面条或冲浪板

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  如果我们能够倒转数十亿年的时间,那时的银河系可能会被归类为哪种类型呢?目前最好的猜测是它可能会更像一块冲浪板!根据詹姆斯·韦伯太空望远镜释出的资料,天文学家已经「将时间倒转」,估计数十亿年前的银河系可能更像一块冲浪板。这个结论对于理解早期宇宙星系形态演化有着重要指标。根据研究人员的分析,早期星系的形状,与现今的星系形态相比有着明显的差异。当宇宙年龄介于6亿至60亿年时,冲浪板和面条形状的星系更为普遍。这项新的研究相关成果已发表于预印网站《arXiv》上。

  这项研究聚焦于韦伯太空望远镜提供的大量近红外线影像,称为「宇宙演化初步科学资料调查研究(CEERS)」,挑选出被估计存在于宇宙年龄为6亿至60亿年时的星系。与当前附近的星系相比,这些早期星系通常呈现扁平且细长的形状,就像冲浪板和面条,与现今星系的螺旋结构或椭圆形状有所不同。这项研究的结论是:在宇宙早期,像面条或冲浪板的星系似乎非常普遍,这与当前时空中它们稀少的情况形成对比。至于为什么在宇宙早期,星系的形状会有如此不同,目前尚无确切答案。然而,这项研究提出了这个问题,强调了对星系形态在宇宙演化过程中变化的进一步研究的重要性,以更深入地了解超过130亿年来星系的三维几何形状的演变。

这张图片显示韦伯太空望远镜所拍摄到的一些星系照片,早期的星系通常呈现扁平且细长的形状,就像冲浪板和面条(如上列);而现今星系多呈现螺旋结构或椭圆形状(如下列)。
图说:这张图片显示韦伯太空望远镜所拍摄到的一些星系照片,早期的星系通常呈现扁平且细长的形状,就像冲浪板和面条(如上列);而现今星系多呈现螺旋结构或椭圆形状(如下列)。

  韦伯太空望远镜拥有高灵敏度、高分辨率影像以及专门的红外线处理技术,使研究团队能够快速地对许多星系进行特性描述并建立它们的3D几何模型。然而,这项工作如果没有先前由哈勃太空望远镜进行的广泛研究,则无法完成。数十年来,哈勃太空望远镜以一些深空场域的星系的影像让我们惊艳。像这样的深空调查产生了大量的统计数据,让天文学家能够建立遥远星系的坚固3D模型,并且跨越整个宇宙时间。如今,韦伯太空望远镜正在强化这些资料,提供了哈勃太空望远镜无法触及的大量遥远星系,并且以比以往更详细的方式揭示了早期宇宙。哈勃太空望远镜长期以来展示了大量的细长星系,但研究人员仍然想知道:更犀利的红外线观测是否能显示出更多细节?韦伯太空望远镜除了证实哈勃太空望远镜对它们共同观察的星系中没有错过任何额外的特征,韦伯太空望远镜还向我们展示了更多形状相似的遥远星系,并呈现了更多细节。研究人员不仅需要从韦伯太空望远镜的资料中获得更多的样本以进一步精确地了解遥远星系的性质和精确位置,还需要花费大量时间来调整和更新他们的模型,以更好地描绘出遥远星系的精确几何形状。此次的研究报告只是早期结果,我们需要更深入地研究数据,找出其中的奥妙,但天文学家已经对这些早期报告感到非常兴奋。(编译/台北天文馆段皓元)

根据韦伯太空望远镜资料而绘製的星系3D图。有些星系呈像排球的球状(左上)、有的呈像飞盘扁球状(右上)、有些呈像冲浪板的长椭球状(左下)、有的则呈面条一样的细长形(右下)。
图说:根据韦伯太空望远镜资料而绘製的星系3D图。有些星系呈像排球的球状(左上)、有的呈像飞盘扁球状(右上)、有些呈像冲浪板的长椭球状(左下)、有的则呈面条一样的细长形(右下)。

资料来源:WEBB Science Releases

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