韦伯太空望远镜发现了本不应该存在的巨大遥远星系

在韦伯团队发布第一批观测结果仅半年之后，科学家们就已经面临着改写关于早期宇宙理论的挑战。

大爆炸后不久，整个宇宙似乎充满了巨大的成熟星系。

在詹姆斯·韦伯太空望远镜早期观测活动拍摄的深场图像中，似乎散布着近乎银河系大小、布满成熟红色恒星的星系 。

天文学家对此十分困惑，按理来说这些星系不应该存在，但到目前为止，还没有人能解释它们是如何形成的。

通过分析这些星系发出的光，天文学家确定他们存在于大爆炸后仅 5 到 7 亿年的宇宙初期。

早期宇宙中存在星系本身并不令人惊讶，根据天文学家预计，大约在大爆炸4亿年之后，第一批星团就如雨后春笋般涌现，当时只有浓厚的氢原子雾弥漫在太空中。

但韦伯图像中发现的星系大得惊人，恒星的年龄也比预想的大，这些新发现与现有对宇宙早期的样貌及演化的理解冲突，也不符合韦伯的老大哥哈勃太空望远镜所做的早期观察。

宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学助理教授、该研究的作者之一乔尔·莱贾 (Joel Leja)表示：“我们对早期宇宙中存在的星系类型有特定的期望：它们年轻且小。以前用哈勃望远镜和其他仪器对早期宇宙进行的研究，往往会发现早期的小型蓝色婴儿星系。”

年轻的恒星一般都闪耀着明亮的蓝色。随着年龄的增长，恒星在燃烧燃料并冷却时会发出更红的光。天文学家没有预料到会在韦伯拍摄的这些星系中，看到古老的红色恒星；也没有预料到会发现质量会如此之大。

样本中最大的星系的质量估计比我们银河系的质量（二分之一至四分之一），莱贾表示：“这太令人震惊了——当宇宙只有当前年龄的 3% 时，我们发现了与银河系接近的候选星系。”

但在确认这一切之前，天文学家必须确保他们所看到的奇怪的红点不是由其他原因产生。随之而来的，可能需要许多全新的概念。

莱贾解释道：“例如，由于缺乏重元素，早期宇宙中的恒星可能会以奇特的方式发光，也许我们没有将这些纳入我们的模型中；或者，我们对恒星如何在局部形成的理解，如有多少恒星是由气体形成的等，在早期宇宙中是完全不适用的。如果有这些发现会令人兴奋，但也会推翻我们对早期宇宙中恒星形成的理解。”

作为CEERS（the Cosmic Evolution Early Release Science Survey，宇宙演化早期发布科学巡天）的一部分，韦伯的近红外相机 (NIRCam) 获得了揭示这些令人费解的星系的图像。天文学家计划很快将韦伯镜再次转向这些星系，研究那些遥远星点的光谱，进而揭示其来源的化学和物理特性。

最后，莱贾来表示：“我们第一次研究了非常早期的宇宙，起初并不知道我们会发现什么。最终事实证明，我们还是发现了一些意想不到的东西，它实际上给科学带来了需要深入研究的问题，并对早期星系形成理论提出质疑。”

• 来源：https://www.space.com/james-webb-space-telescope-giant-distant-galaxies-surprise