中国科学报

部署在太空中的詹姆斯·韦布太空望远镜。图片来源：NASA Animator

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詹姆斯·韦布太空望远镜（JWST）发现了迄今为止确定的最遥远星系，它形成于大爆炸后约3.25亿年。

天文学家使用一种名为红移的度量方法测量地球与宇宙天体的距离。由于宇宙膨胀，天体离地球越远，其远离速度越快。这种度量方法与多普勒效应相似，即物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。来自星系的光的速度越快，颜色会变得越红，通过比较一个星系的可视颜色和它的实际颜色，天文学家可以确定地球与一个星系的距离。

在JWST对星系的早期观测中，天文学家只能对每个星系的红移进行近似估计，因为他们没有来自这些星系的光谱的详细数据。这些观测提供了红移为12或以上的星系的线索，这意味着它们似乎在3000万光年之外，可能在大爆炸后的4亿年内形成，但由于缺乏精确的证据，许多科学家对这些发现持怀疑态度。

“证明这些星系确实存在于早期宇宙中是至关重要的。”英国赫特福德郡大学的Emma Curtis-Lake在一篇博文中说，“较近的星系很可能伪装成非常遥远的星系。”

来自10个国家的80多位天文学家参与了JWST高级深外星系调查（JADES）。如今，研究人员已经确认了4个极远星系的红移，范围在10.4到13.2之间。这意味着它们形成于大爆炸后的3.25亿年至4.5亿年。此前确认的最高红移记录约为11。

“这是迄今采集到的最微弱的红外光谱。”意大利比萨高等师范学院的Stefano Carniani说，这项观测共覆盖了250个微弱的星系，并计划在2023年进行另一组观测。该观测预计将证实更多这样遥远的星系，这将告诉科学家星系形成的早期，以及最遥远的星系与周围的星系有何不同。

Curtis-Lake等研究人员于12月12日在美国巴尔的摩举行的空间望远镜科学研究所（STScI）会议上发表了这些新发现，主题是“来自JWST的首个科学成果”。

“通过这些测量，我们可以知道星系的固有亮度，并计算出它有多少颗恒星。”

美国加州大学圣克鲁兹分校的合著者Brant Robertson说：“现在我们可以开始真正研究星系是如何随着时间的推移组合在一起的。”

“如果不了解星系发展的初始阶段，就很难了解它的现在。后来发生的事情很大程度上取决于这些早期恒星的影响。”英国剑桥大学的合著者Sandro Tacchella补充说。

关键词： 天文学家 研究人员