打破物理定律?韋伯太空望遠鏡發現兩顆異常星系

天空之城 2022/09/11 檢舉 我要評論

大爆炸后的最初數億年仍然是宇宙時代中唯一一個未被充分研究的時期。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡配備了極為敏感的紅外設備,是最適合執行這項任務的機器。在首次數據發布后的短短幾周內,已經有數十個候選星系被發現報道。

而最近發現的籠罩星系似乎同時位于兩個位置,科學家認為這兩個異常星系的存在或許將打破物理定律!那麼,這個遙遠星系的組成究竟是什麼呢?它以何種方式威脅到我們已經擁有的宇宙學模型?

我們知道光走得很快,我們在宇宙中看到的一切都代表了它在過去的樣子。因此,如果一個星系距離我們120億光年,我們看到的是它在120億年前發出的光,但因為宇宙是光的波長越大,到達我們的時候就越長。

換句話說,它變紅了。天文學家用無量綱數字z來描述紅移。z等于零,表示當前時間,當它的值上升時,回望的時間和天體離我們有多遠。計算星系紅移的一種方法是通過觀察它不同的標準濾色器,要找到這樣一個星系的確切紅移,唯一的方法是看它的光譜線。因此,光譜紅移似乎是測量星系之間距離的最佳方法。

到目前為止,天文學家只發現了一個z大于10的星系。哈勃在2015年發現了它,并將其命名為gn z11。盡管哈勃無法看到紅移超過12的星系,但因為該儀器只能測量一定范圍的波長,因此哈勃最早只能看到大爆炸以后的5億年,但韋伯可以追溯到更遠的時間,大約是大爆炸后2億年,它為我們提供了一個z大于13時代的視角,這一時代至今我們無法觸及。

有了韋伯望遠鏡,天文學家可以發現紅移在13和14之間的星系。在最初幾周內,天文學家發現了許多在這一范圍內的候選星系。

相比之下,一組科學家報告了一個紅移為17的破紀錄星系。這個星系的名字是cer1749,它是在大爆炸后2.2億年才出現的,所以我們看到的幾乎是時間的開始。

這個星系的大小是天文學家困惑的第一件事,它的質量是太陽質量的50億倍。考慮到這個星系的年齡,這是一個非常大的數字。它的恒星數量是gn z11的五倍,這是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在紅移為13.1時發現的可能星系。

研究人員報告說,cers1749與lambda cdm理論相沖突。如果這個星系被光譜證實,并且更像是在張力區域內發現的,它可能會給宇宙學帶來極大的限制。

研究人員還發現,這個星系每年產生34個太陽質量的物體,這個產量幾乎是銀河系的100倍,因此該星系可能經歷了一個非常繁忙的恒星制造期。除此之外,cer1749的一個奇怪之處是它的絕對紫外星等,即muv,它是衡量其紫外線亮度的一個量度。

在天文學中,一個物體的絕對星等顯示了它的亮度,天空中的物體越亮,亮度越高,這個數字就越小。而cer1749的muv為-22。這就證明了這一個星系非常明亮,但是一個距離大爆炸僅2.2億年的系統不應該有如此高的紫外線亮度,這個參數表明我們對宇宙建模的方式有問題。

這是因為cer1749并不是z大于10的紀元中唯一一個擁有如此明亮光線的星系。即使是地球上望遠鏡發現的最遙遠的候選星系hd1也有-23的muv。

因此,如果cers1749被確認為z等于17,它將是第二亮的星系。這些發現再次表明,這些星系的存在是不符合現在的宇宙學模型的,一旦確認了他們的真相,宇宙大爆炸模型或許將不復存在!

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