美國 NASA 韋伯太空望遠鏡 將可觀測宇宙的邊界推向更接近宇宙 "大爆炸" 的時期

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美國 NASA 韋伯太空望遠鏡 將可觀測宇宙的邊界推向更接近宇宙 "大爆炸" 的時期




美國 太空總署（NASA）的 詹姆斯韋伯太空望遠鏡（英語：James Webb Space Telescope，JWST）再次
刷新自身紀錄，兌現了其將可觀測 宇宙的邊界推向更接近宇宙黎明的承諾，確認了一個存在於宇宙
"大爆炸 / Big bang" 後 2.8億年（280 million years）的明亮星系。

韋伯望遠鏡（JWST）目前已證明，它最終將超越其在早期階段設定的幾乎所有里程碑，而新確認的 星系 MoM-z14 則為
宇宙的歷史時間線以及早期宇宙與天文學家預期的巨大差異提供了引人入勝的線索。

「借助美國 韋伯望遠鏡（JWST），我們能夠觀測到人類前所未有的遙遠宇宙，而它所呈現的景象與我們之前的預測
截然不同，這既充滿挑戰又令人興奮，」美國 麻省理工學院（MIT）卡弗里天體物理與太空研究所（Kavli Institute for
Astrophysics and Space Research）的羅漢·奈杜（Rohan Naidu）說道，他是發表在《開放天文物理學雜誌》
（Ophypen Journal of Astrosics）上的第一檔星係論文。

由於暗能量驅動的宇宙膨脹，在觀測如此遙遠的宇宙時，討論物理距離和「過去」的時間變得非常棘手。

天文學家利用 美國 韋伯太空望遠鏡（JWST）的近紅外光譜儀（NIRSpec）證實，MoM-z14的宇宙學紅移為
14.44，這意味著它的光線在宇宙膨脹的空間中傳播了大約 135億年，期間被拉伸並「移位」到更長、更紅的波長，
而宇宙的估計存在時間約為 138億年（13.8 billion years）。

「我們可以根據影像估算星系的距離，但後續使用更詳細的光譜學進行確認至關重要，這樣我們才能確切地知道我們
觀測到的是什麼，以及觀測的時間，」瑞士 日內瓦大學（University of Geneva）的帕斯卡爾·厄施（Pascal Oesch）
說道，他是這項巡天觀測的共同首席研究員。


引人入勝的特徵
據研究團隊稱，MoM-z14 是早期宇宙中數量不斷增長的異常明亮的星系之一 — 其數量是 詹姆斯韋伯太空望遠鏡
（英語：James Webb Space Telescope，JWST）發射前理論預測 的 100 倍。

「早期宇宙的理論與觀測之間存在著日益擴大的鴻溝，這提出了許多值得我們未來探索的引人入勝的問題，」美國
麻省理工學院 （MIT）博士後研究員、該研究團隊成員 雅各布·申 (Jacob Shen) 表示。

研究人員和理論學家可以從 銀河系（Milky Way） 中最古老的恆星群中尋找答案。

這些恆星中有一小部分顯示出高 氮（Nitrogen）含量，而 韋伯望遠鏡對一些早期星系（包括 MoM-z14）的觀測也發現了
這種現象。

「我們可以藉鏡考古學的做法，把我們 銀河系（Milky Way）中的這些古老恆星當作早期宇宙的化石來研究。只不過在
天文學領域，我們很幸運地擁有韋伯望遠鏡，它觀測得如此遙遠，以至於我們還能直接獲取當時星系的信息。

結果發現，我們觀測到了一些相同的特徵，比如這種不尋常的氮富集，」美國 麻省理工學院（MIT）卡弗里天體物理
與太空研究所的羅漢·奈杜（Rohan Naidu）說。

由於星系 MoM-z14 僅在大爆炸後 2.8 億年（280 million years）才出現，因此沒有足夠的時間讓一代又一代的恆星
以天文學家預期的方式產生如此高濃度的 氮（Nitrogen）。

研究人員指出的一種理論是，早期宇宙的稠密環境造就了超大質量恆星，它們產生的氮比我們觀測到的任何恆星都要多。

星系 MoM-z14 也顯示出清除其周圍空間中早期宇宙濃厚的原始氫霧的跡象。

美國 韋伯望遠鏡（JWST）最初建造的目的之一，就是為了確定宇宙歷史上這段「淨化」時期（天文學家稱之為再電離）
的時間線。在這個時期，早期恆星發出的光能量夠高，能夠穿透早期宇宙中稠密的氫氣，開始在太空中傳播，最終到達
韋伯望遠鏡，也就是我們人類的觀測目標。

星系 MoM-z14 為繪製再電離的時間線提供了另一個線索，這項工作在韋伯望遠鏡揭開宇宙這一時期的面紗之前
是無法進行的。


發現的傳承仍在繼續
早在美國 韋伯望遠鏡（JWST）發射之前，就有跡象顯示早期宇宙中發生了一些意想不到的事情。

當時，美國 NASA 的 哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope ，HST） 在大爆炸後 4億年（400 million years）
發現了明亮的星系 GN-z11。

美國 韋伯望遠鏡（JWST）證實了該星系的距離——當時它是迄今為止發現的最遙遠的星系。從那時起，韋伯望遠鏡不斷向
更遙遠的時空推進，發現了更多像 GN-z11 這樣亮度驚人的星系。

隨著 美國 韋伯望遠鏡（JWST）不斷發現更多這類出乎意料的明亮星系，很明顯，最初的幾項發現並非偶然。

天文學家們熱切期盼著NASA即將發射的 南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡（Nancy Grace Roman Space Telescope），憑藉
其高分辨率紅外線成像和超寬視場，能夠將這些明亮、緊湊、化學成分豐富的早期星系樣本數量提升至數千個。

“為了弄清早期宇宙的奧秘，我們確實需要更多信息——韋伯望遠鏡更詳細的觀測數據，以及更多星系，以便了解早期
宇宙的共同特徵。”

「為了弄清楚早期宇宙的奧秘，我們確實需要更多資訊——韋伯望遠鏡更詳細的觀測數據，以及更多星係來尋找共同特徵，
而 羅曼 望遠鏡恰好能夠提供這些信息，」美國 賓夕凡尼亞州（Commonwealth of Pennsylvania）賓州立大學
（Pennsylvania State University）研究生、研究團隊成員 李一佳（Yijia Li / 音譯）說道。 “這是一個令人無比興奮的時刻，
美國 韋伯望遠鏡（JWST）以前所未有的方式揭示了早期宇宙的奧秘，並向我們展示了還有多少未知領域等待我們去探索。”

美國 詹姆斯韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope，JWST）是世界頂尖的太空科學觀測站。

美國 韋伯望遠鏡（JWST）正在解開我們 太陽系（Solar system）內的許多謎團，探索其他恆星周圍遙遠的世界，並探測
我們宇宙的神秘結構和起源，以及我們在宇宙中的位置。

美國 韋伯望遠鏡（JWST）是一個國際合作項目，由美國國家航空暨太空總署（NASA）牽頭，其合作夥伴包括
歐洲太空總署（ESA）和加拿大太空局（CSA）。

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搞不好再看下去結果發現宇宙並沒有大爆炸