詹姆斯·韦伯望远镜正在帮助天文学家回答关于早期宇宙的问题

詹姆斯·韦伯望远镜正在帮助天文学家回答关于早期宇宙的问题据BGR报道，人们对早期宇宙仍有很多疑问。诸如，大爆炸之后是什么样子的？星系是如何或为什么会出现的？第一颗恒星是什么？什么星球最先形成，它是如何形成的？甚至还有关于地球如何形成和月球起源的问题。尽管这样，人们对早期宇宙的实际了解还是很有限。但是詹姆斯·韦伯正在改变这种状况。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1331147.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1331147.htm

MIT发出警告：天文学家可能会误解韦伯望远镜数据中的行星信号

MIT发出警告：天文学家可能会误解韦伯望远镜数据中的行星信号美国宇航局（NASA）的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）正在以惊人的、前所未有的清晰度来揭示宇宙。目前，该天文台壮观的超锐利红外视线已经穿过宇宙尘埃，照亮了宇宙中一些最早的结构，以及以前被掩盖的恒星“托儿所”和位于数亿光年外的旋转星系。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1317243.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1317243.htm

天文学家借助韦伯太空望远镜探测到宇宙早期类星体的宿主星系

天文学家借助韦伯太空望远镜探测到宇宙早期类星体的宿主星系最近发表在《自然》（Nature）杂志上的一项研究表明，黑洞的质量接近太阳质量的十亿倍，而宿主星系的质量几乎是太阳质量的一百倍，这一比例与近代宇宙中发现的情况相似。斯巴鲁望远镜和JWST的强大组合为研究遥远的宇宙铺平了一条新的道路。遥远宇宙中存在如此巨大的黑洞，给天体物理学家带来了更多的问题，而不是答案。宇宙如此年轻，这些黑洞怎么可能长得如此巨大？更令人费解的是，对本地宇宙的观测表明，超大质量黑洞的质量与它们所在的更大的星系之间存在着明显的关系。星系和黑洞的大小完全不同，那么是黑洞先出现还是星系先出现呢？这是一个宇宙尺度上的"先有鸡还是先有蛋"的问题。JWSTNIRCam3.6μm拍摄的HSCJ2236+0032图像。放大图像、类星体图像以及减去类星体光线后的宿主星系图像（从左到右）。每幅图像中都标明了以光年为单位的图像比例。图片来源：Ding,Onoue,Silverman,etal.由卡夫利宇宙物理与数学研究所（KavliIPMU）项目研究员丁旭恒和约翰-西尔弗曼教授，以及北京大学卡夫利天文与天体物理研究所（PKU-KIAA）卡夫利天体物理学研究员小野上正夫萨领导的国际研究团队，已经开始利用2021年12月发射的詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）来回答这个问题。研究宇宙早期宿主星系和黑洞之间的关系可以让科学家观察它们的形成过程，了解它们之间的关系。类星体很亮，而它们的宿主星系却很暗，这使得研究人员很难在类星体的强光下探测到星系的暗光，尤其是在很远的距离上。在JWST出现之前，哈勃太空望远镜能够探测到明亮类星体的宿主星系，当时宇宙的年龄还不到30亿年，但已经不再年轻了。美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯-韦伯太空望远镜将其主镜完全展开，形成在太空中时的构型。图片来源：NASA/ChrisGunnJWST在红外波段的超高灵敏度和超清晰图像终于让研究人员能够将这些研究推向类星体和星系最初形成的时间。就在JWST开始正常运行几个月后，研究小组观测到了两颗类星体，分别是HSCJ2236+0032和HSCJ2255+0251，红移分别为6.40和6.34，当时宇宙的年龄大约为8.6亿年。这两颗类星体是在夏威夷毛纳凯亚山顶的8.2米苏巴鲁望远镜的深度巡天计划中发现的。这两颗类星体的光度相对较低，是测量宿主星系特性的主要目标，宿主星系的成功探测代表了迄今为止在类星体中探测到星光的最早时间。卡弗利IPMU项目研究员丁旭恒、约翰-西尔弗曼（JohnSilverman）教授和卡弗利天文学和天体物理学研究所（PKU-KIAA）卡弗利天体物理学研究员MasafusaOnoue（左起）。图片来源：卡弗里国际天文物理研究所、卡弗里国际天文物理研究所、MasafusaOnoue这两颗类星体的图像是用JWST的NIRCam仪器以3.56和1.50微米的红外波长拍摄的，在仔细建模并减去来自吸积黑洞的眩光后，宿主星系变得清晰可见。在JWST的近红外光谱仪为J2236+0032拍摄的光谱中也可以看到宿主星系的恒星特征，这进一步支持了宿主星系的探测。对宿主星系光度的分析发现，这两个类星体宿主星系的质量很大，分别是太阳质量的1300亿倍和340亿倍。通过近红外光谱仪光谱对类星体附近湍流气体速度的测量表明，为类星体提供能量的黑洞质量也很大，分别是太阳质量的14亿倍和2亿倍。黑洞质量与宿主星系质量之比类似于近期星系的质量，这表明黑洞与其宿主星系之间的关系在宇宙大爆炸后8.6亿年就已经存在了。丁、西尔弗曼、奥努埃和他们的同事将利用计划中的第一周期JWST观测，用更大的样本继续这项研究，这将进一步制约黑洞及其宿主星系共同演化的模型。研究小组最近得知，他们已经获得了JWST在下一个周期的额外时间来研究黑洞及其宿主星系。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381743.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1381743.htm

天文学家发现微小的极度贫金属星系 提供了一个研究遥远过去的门户

天文学家发现微小的极度贫金属星系提供了一个研究遥远过去的门户这一发现是地面和太空中的望远镜的共同努力，包括由美国宇航局哈勃太空望远镜提供最后的确认。这些研究共同显示了诱人的证据，即Peekaboo星系是最近的星系形成过程的例子，这些过程通常发生在138亿年前大爆炸后不久。马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家GagandeepAnand说："发现Peekaboo星系就像发现了一个直接进入过去的窗口，使我们能够在遥远的早期宇宙中无法获得的细节水平上研究它的极端环境和所包含的恒星。"。天文学家将像皮卡布这样的星系描述为"极度贫金属"（XMP）的一类。在天文学中，"金属"是指所有比氢和氦更重的元素。非常早期的宇宙几乎完全由原始的氢和氦组成，这些元素在大爆炸中被锻造。更重的元素在宇宙历史的进程中被恒星锻造，形成了今天人类普遍富含金属的宇宙。我们所知的生命是由碳、氧、铁和钙等较重的元素"构件"构成的。虽然宇宙最早的星系默认为XMP，但在本地宇宙中也发现了类似的贫金属星系。Peekaboo引起了天文学家的注意，因为它不仅是一个没有大量旧恒星群的XMP星系，而且距离地球只有2000万光年，它的位置至少是以前已知的年轻XMP星系的一半。20多年前，Peekaboo首次被澳大利亚帕克斯射电望远镜Murriyang探测到是一个冷氢区域，在HIParkesAllSky巡天调查中，BärbelKoribalski教授是澳大利亚国家科学机构CSIRO的天文学家，也是Peekaboo金属性最新研究报告的共同作者。美国宇航局的天基银河演变探测器任务进行的远紫外观测显示，它是一个紧凑的蓝矮星系。"起初我们并没有意识到这个小星系有多特别，"Koribalski谈到Peekaboo时说。"现在通过哈勃太空望远镜、南部非洲大型望远镜（SALT）和其他设备的综合数据，我们知道Peekaboo星系是有史以来探测到的最贫金属的星系之一。"美国宇航局的哈勃太空望远镜能够解析这个小星系中的大约60颗恒星，几乎所有的恒星看起来都有几十亿年的历史或更年轻。通过SALT对Peekaboo金属性质的测量完成了这一描述。这些发现共同强调了Peekaboo星系与本地宇宙中其他星系之间的主要区别，后者通常拥有寿命长达数十亿年的古老恒星。Peekaboo内含的恒星表明，它是在本地宇宙中检测到的最年轻和化学富集程度最低的星系之一。这是非常不寻常的，因为本地宇宙已经有了大约130亿年的宇宙历史来发展。然而，这仍然是一个浅显的画面，因为哈勃观测是作为一个名为"每一个已知的邻近星系调查"的"快照"调查计划的一部分，这是为了获得尽可能多的邻近星系的哈勃数据。研究小组计划利用哈勃和詹姆斯-韦伯太空望远镜对皮卡布做进一步的研究，以了解更多关于其恒星种群及其金属构成的信息。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338725.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1338725.htm

天文学家发现隐藏在早期韦伯观测结果中的富含金属的星系

天文学家发现隐藏在早期韦伯观测结果中的富含金属的星系这个隐藏的星系被认为承载了多代恒星，尽管它的年龄很年轻，估计只有14亿年历史。领导这项新分析的天文学博士生彭博说，他们发现这个星系是"超级化学丰富"的。这些"富含金属的星系"异常引人注目，因为在其中发现了很多金属物质。这个爱因斯坦环的最初照片是由社区成员分享的，他们早在2022年就在詹姆斯-韦伯的科学收藏中发现了观察数据。那些照片非常壮观，但隐藏的富含金属的星系直到天文学家开始回看这些数据时才成为焦点。通过以一种新的方式观察数据，天文学家能够发现关于该空间区域的更多信息。此外，彭博说，詹姆斯-韦伯太空望远镜正在完全改变天文学家们观察这些系统的方式。他在一份声明中解释说，这架人类历史上最强大的望远镜将在7月份迎来升空一周年，它也为我们研究在宇宙早期形成的恒星和星系打开了新的大门，这个隐藏的富含金属的星系的发现仅仅是这一点的更多证明。早先由智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）拍摄的同一爱因斯坦环的照片显示了类似的数据。然而，这些数据还不够强大，除了随机的噪音之外，至少在詹姆斯-韦伯提供更多的信息来帮助天文学家制定他们所看到的确切内容之前。两台望远镜的信息加在一起，有助于描绘出一幅富含金属的星系的完整图景，天文学家认为这个星系就隐藏在星环后面。关于这些发现的论文发表在《天体物理学通讯》杂志上，展示了天文学家如何发现这个新星系。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348765.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348765.htm

天文学家利用韦伯望远镜识别宇宙网最早的线缕

天文学家利用韦伯望远镜识别宇宙网最早的线缕研究小组认为，这个丝状结构最终将演变成一个巨大的星系团，就像"附近"宇宙中著名的红缨星系团一样。研究结果发表在《天体物理学杂志通讯》（TheAstrophysicalJournalLetters）上的两篇论文中。"这是人们发现的最早的与遥远类星体相关的丝状结构之一，"亚利桑那大学斯图尔特天文台助理研究教授、第一篇论文的第一作者王飞说。王还说，这是第一次在宇宙中如此早期的时间观测到这种结构，而且是三维细节观测。这幅由韦伯近红外相机（Webb'sNIRCam）拍摄的深层星系景象显示了10个遥远星系的排列，这些星系由八个白色圆圈标记，呈对角线状。(这个长达300万光年的丝状结构由一个非常遥远、非常明亮的类星体支撑着--类星体的核心是一个活跃的超大质量黑洞。这颗类星体名为J0305-3150，位于图像右侧三个圆圈的中间。它的亮度超过了它的宿主星系。这10个被标记的星系在宇宙大爆炸后仅存在了8.3亿年。研究小组相信，这个丝状星系最终会演化成一个巨大的星系团。图片来源：NASA、ESA、CSA、FeigeWang（亚利桑那大学），图像处理：约瑟夫-德帕斯卡尔（STScI）星系并不是随意散布在宇宙中的。它们不仅聚集成星团和星块，还形成了巨大的相互连接的丝状结构，中间被巨大的荒芜空洞隔开。这张"宇宙网"一开始很脆弱，随着时间的推移，引力将物质聚集在一起，变得越来越清晰。星系嵌在暗物质的巨大"海洋"中，暗物质和常规物质聚集在局部区域，密度高于周围环境。斯图瓦德大学天文学教授范晓晖（XiaohuiFan）解释说，星系就像海洋中的波峰一样，骑在被称为"细丝"的连续暗物质串上。新发现的暗物质丝标志着在宇宙年龄仅为现在的6%时首次观测到这种结构，原本他们预计会发现一些东西，但没想到会是这么长、这么明显的细结构。这一发现是ASPIRE项目的一部分，该项目是一项大型国际合作项目，由亚利桑那大学的研究人员领导，王是该项目的主要研究人员。ASPIRE是ASPectroscopicsurveyofbiasedhalosIntheReionizationEra的缩写，其主要目标是研究最早黑洞的宇宙环境。该计划将观测25个存在于宇宙大爆炸后最初10亿年内的类星体，这一时期被称为"宇宙再电离时代"。130多亿年前，在重离子时代，宇宙是一个非常不同的地方。星系之间的气体在很大程度上对高能光不透明，因此很难观测到年轻的星系。是什么让宇宙变得完全电离或透明，最终导致在今天的大部分宇宙中探测到"清晰"的条件呢？詹姆斯-韦伯太空望远镜（JamesWebbSpaceTelescope）将深入太空，收集更多关于重离子时代存在的天体的信息，帮助我们了解宇宙历史上的这一重大转变。图片来源：NASA、ESA和J.Kang（STScI）"团队成员、加州大学圣巴巴拉分校的约瑟夫-亨纳维（JosephHennawi）说："过去二十年的宇宙学研究让我们对宇宙网的形成和演化有了深入的了解。"ASPIRE旨在了解如何将最早的大质量黑洞的出现嵌入到我们当前的宇宙结构形成故事中"。研究的另一部分是调查年轻宇宙中八颗类星体的特性。研究小组证实，这些类星体的中心黑洞在宇宙大爆炸后不到10亿年就已存在，其质量从6亿倍到20亿倍太阳质量不等。天文学家仍在继续寻找证据，以解释这些黑洞为何能如此迅速地变大。要在如此短的时间内形成这些超大质量黑洞，必须满足两个标准。王解释说："首先，你需要从一个巨大的'种子'黑洞开始生长。第二，即使这颗种子一开始的质量相当于一千个太阳，它也需要在相对较短的时间内以最大可能的速度吸积一百万倍以上的物质，因为我们的观测是在它还非常年轻的时候捕捉到它的。"类星体--如图所示，是宇宙中最亮的天体。类星体的超大质量黑洞在吞噬周围环境的质量时释放出的能量被广泛认为是限制大质量星系生长的主要驱动力。资料来源：STScI"这些史无前例的观测为我们提供了关于黑洞如何形成的重要线索。我们了解到，这些黑洞位于大质量年轻星系中，这些星系为黑洞的生长提供了燃料库，"斯图瓦德大学助理研究教授杨金义说，他领导着ASPIRE对黑洞的研究，也是第二篇论文的第一作者。詹姆斯-韦伯太空望远镜还提供了迄今为止最好的证据，证明早期超大质量黑洞如何潜在地调节其星系中恒星的形成。超大质量黑洞在吸积物质的同时，也会产生巨大的物质外流。这些"风"的范围可以远远超出黑洞本身，达到银河系的规模，并对恒星的形成产生重大影响。恒星是在气体和尘埃坍缩成密度越来越大的云团时形成的，这就要求气体非常寒冷。杨解释说，来自黑洞的强风释放出大量能量，会对这一过程造成破坏，从而抑制宿主星系中恒星的形成。"这种风已经在附近的宇宙中观测到过，但在宇宙的早期，即重子化纪元，还从未被直接观测到过。风的规模与类星体的结构有关。在韦伯望远镜的观测中，我们看到这种风延伸至整个星系，影响着星系的演化。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1372027.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1372027.htm