50億倍太陽質量,332億光年!這個星系連續挑戰了科學家的認知

天空之城 2022/09/02 檢舉 我要評論

1888年,西蒙·紐科姆指出,人類可能已經接近了我們所能了解的宇宙的極限。然而,現代天文學已經證明,空間中存在的可能性是無限的。自從大功率望遠鏡發明以來,太空探索顯然比過去更加廣泛。

在發射幾周后,韋伯望遠鏡發回了大量以前未知的宇宙信息,這些信息無疑將導致我們物理學知識的范式轉變。這些新發現的星系的信息,以及它的存在可能將改變我們對物理學的理解。

在韋伯望遠鏡捕捉到的所有奇怪信息中,科學家們發現了一個特別有趣的信息,主要是因為它可能會重新定義一些科學理論。根據幾周前發表的研究報告,史密森學會和哈佛大學的天體物理學家Rohan Naidu和他的團隊發現了一個距離我們銀河系300多億光年的遙遠星系。

這一新發現是在發現GLASS-z13星系的幾天后作出的。該團隊發表了一篇關于恒星形成GLASS-z13的論文,引發了科學界的廣泛討論。這個星系和周圍的星系可能是有史以來最遙遠的星系,因為它們的紅移值異常高。

這個遙遠的星系就是CEERS-1749,CEERS-1749的發現及其不尋常的特征很快將人們的注意力從先前的發現中轉移。CEERS-1749是最近在太空中進行的重要發現,科學家們一直在試圖揭開這個新星系的神秘面紗。

表面看來,它是一個異常明亮的星系。事實上,科學家們認為這是他們所見過的最燦爛的星系,天文學家將這一亮度歸因于該星系較低的絕對紫外星等MUV。

絕對紫外強度表示在精確10秒差距的距離處觀察到的物體的亮度,物體的亮度越高,絕對紫外線強度的數值越低。對于一個位于大爆炸后2.2億年的物體,CEERS-1749星系的光度讓科學家開始質疑。

因此,科學家們被迫重新考慮先前給出的宇宙學模型,否則,這就質疑了大爆炸理論作為星系和整個宇宙存在的最佳解釋的有效性。

另一件讓天文學家困惑的事情是這個星系的恒星質量,特別是如果將其與星系的年齡聯系起來觀察的話就更加奇怪了。據估計,CEERS-1749具有50億太陽質量的瘋狂質量。

換句話說,超大質量星系的質量是太陽的50億倍。與其他大星系相比,科學家估計CEERS-1749的大小是GLASS-z13的五倍,而我們自己的銀河系在大小上與CEERS-1749相比就更加微不足道。

根據一些科學家提出的理論,CEERS-1749被描述為一個恒星形成活動強烈爆發的星系。然而,很奇怪的是,對于一個像科學家聲稱的那樣古老的星系,韋伯望遠鏡從未捕捉到任何支持該星系恒星形成速率理論的信息,而其他關于CEERS-1749周圍眾多恒星和塵埃云起源的解釋又與物理學用來解釋銀河系恒星形成的標準原理相矛盾。

這將迫使科學家對早期星系的現有模型甚至整個宇宙學框架進行重大修改。

CEERS-1749星系的另一個令人難以置信的特征是,該星系非常遙遠,但同時,它似乎潛伏在離我們更近的地方,這個自相矛盾的結果讓科學家大為震驚。天文學家們仍在研究這個奇怪的特征,他們相信,只要稍加觀察,就會更容易解釋。

根據8月4日提交給預印本庫的一篇論文,由于CEERS-1749星系的自相矛盾性,它被稱為「薛定諤星系候選星系」。目前來說只有一種可能的解釋,那就是紅移。

我們知道韋伯望遠鏡的工作原理與哈勃望遠鏡完全不同,而且由于其技術更先進,韋伯望遠鏡具有更加強大的功能。例如,韋伯望遠鏡可以看到超出可見光范圍的東西,這是哈勃望遠鏡無法做到的,因為它只能產生可見光照射的圖像。

至于韋伯望遠鏡,由于它能夠讀取并顯示其范圍內每個宇宙物體的波長,因此它能夠辨別不可見的東西。由于這種能力,天文學家可以研究這個星系的數據,以確定它通過紅移離我們的行星和星系有多遠。

要怎麼判斷紅移呢?舉例來講,紅移由參數z表示,z值越高,對象越遠。在發現薛定諤星系之前,最遠的星系是GLASS-z13,其z值為13。但在薛定諤星系的例子中,研究小組最終確定其值高達17。

這個星系是迄今為止發現的最遠的銀河系,距離地球超過332億光年,是目前發現的宇宙中最古老的星系。然而,考慮到它的年齡,這個星系不應該像現在這樣明亮。因此,科學家們將不得不重新思考星系形成的現有模型。

最終科學家得出結論,薛定諤可能是另一個偽裝成高紅移波長的冒牌星系,而實際上,它是一個比表面看起來更接近的星系。這種自相矛盾的星系可以幫助科學家更好地了解星系的歷史、起源、演化以及它們是如何形成的。

像薛定諤這樣的星系是極其罕見的,盡管如此,隨著韋伯望遠鏡的突破性進展,我相信許多物理學可能會被重新改寫,或者之前的理論可能會被推翻。你認為呢?

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