一个只有3.5亿年历史的星系拥有惊人数量的金属_哈尔滨社区话题榜单最新消息 正如它的第一张深视野图所示

JWST有能力目睹宇宙中最古老的星系，正如它的第一张深视野图所示。如今，天体物理学家在其中一个古老的星系中察觉了碳。鸣谢:uux.cn/美国全国航空航天局、欧空局、哈尔滨社区话题榜单加空局和STScI
（神秘的地球uux.cn）据今日宇宙（埃文·高夫）：与JWST兴办的天体物理学家在大爆炸后仅3.5亿年的星系中察觉了数量惊人的金属。这和我们对宇宙的理解有什么关系呢？
宇宙中第一批金属的起源是天体物理学中的一个基础难题。大爆炸后不久，宇宙差不多完全由最简易的元素氢组成。有些许的氦，乃至更少的锂，或许还有极些许的铍。当你看元素周期表时，那是怦然心动推荐前四个。
在天文学中，所有比氢和氦重的元素都被称为金属。金属形成于恒星，而不是其他地方(除了大爆炸本身形成的极些许金属)。)追踪从大爆炸到如今宇宙金属的形成是天体物理学的基础任务之一。
金属性是我们探究宇宙的一个基础概念。没有金属，岩石行星无法形成。日常也不能。在连续几代的恒星中，宇宙的金属含量增多了。所以有一个潜在的轨迹，源于第一批金属，直接指向我们。朋友圈温柔句子，网友观点两极分化
探究古老的星系是詹姆斯·韦伯太空望远镜的首要任务之一。JWST高级深河外巡天(JADES)检查了天空中的一个区域，寻找昏暗的早期星系。经由对宇宙早期星系的回溯，JWST揭示了古老的金属性。
一组探究人员运用JADES观测探究了大爆炸后仅3.5亿年的一个星系，并察觉了碳。他们或许还察觉了氧和氖，这些都是天文学中的金属。他们的察觉发表在arXiv预印本办事器上的一篇新论文中，题为“JADES:富含气体的星系大爆炸后碳富集350 Myr。”第一作者是Francesco D'Eugenio，他是剑桥大学Kavli宇宙学探究所的博士后天体物理学家。

这幅图展示了从大爆炸到如今宇宙纪元的“时间之箭”。依据当下的理论，在由第三族恒星主导的早期宇宙中，差不多没有金属。信用:uux.cn/美国全国航空航天局
宇宙中形成的第一批恒星被称为三族恒星。它们是最古老的恒星，巨大、明亮、炽热，差不多没有金属。他们持有的微量金属来自他们恒星中的第一批超新星。
我们有关第三族恒星的大若干知识都是理论上的，由于这些古老的恒星，在它们古老的星系中，极难观察到。但是JWST有这个能力。它不能确认单个恒星，但它强大的NIRSpec仪器可以经由它们的指示性光通讯探测银河系中的各异元素。
这项新探究基于宇宙黎明附近z=12.5的星系，宇宙黎明是宇宙历史上的一个核心时期。当探究人员探究JWST的观测结局时，他们察觉银河系中有意想不到的碳含量。它要么在星际介质(ISM)中，要么在环银河介质(CGM)中。)“这是最遥远的金属跃迁探测，也是经由发射线确定的最遥远的红移，”他们阐释道。这也是迄今为止察觉的“最遥远的化学浓缩证据”。
这一探测直接与我们对无金属的第三族恒星的认识发生碰撞。“C iii的探测——及其高EW(等效宽度)——排除了原始恒星群体的状况，”作者写道。
假如韦伯已然排除了原始的、无金属的人口III恒星的存在，那就是一个大资讯。这是强大的太空望远镜颠覆我们对我们周围目睹的宇宙的最佳阐释的又一个例子。但这并不完全令人震惊；第三族恒星的存在是理论上的。考虑到我们对宇宙的其他知晓，它们的存在是有价值的。
但是《第三人口》中的艺人从来都不是必然的。

这位艺术家的插图显示了一个超大品质黑洞及其活跃的星系核。鸣谢:uux.cn/美国全国航空航天局/戈达德太空飞行中心概念图像评测室
当这样的东西被察觉时，科学家们会煞费苦心地考虑他们所目睹的一切其他或许的阐释。
他们真的在这个遥远、古老的星系的恒星中察觉了碳吗？或者这些排放背后还有其他缘由？古老的星系不只仅只有恒星。它也是超大品质黑洞(SMBH)的所在地。)当SMBH以物质为食时，它会像活跃的星系核一样明亮地闪耀(AGN。)那个光通讯或许就是JWST所目睹的。
“另外，在这个星系中已然察觉了一个超大品质的吸积黑洞，这表明这种特别的化学丰度或许首要与其核区域有关，”探究人员阐释道。
银河系中还有另一种潜在的碳源。它们是AGB星——渐近巨型分支星。AGB星不像超新星前身那样是大爆炸星，但它们是已然离开主序的大恒星。与超新星相比，AGB恒星形成金属的速度较慢。
但是一颗恒星演变成AGB恒星需要很长时间。当宇宙只有3.5亿岁的时候，没有恒星能够长寿到足以变成agb。“……AGB恒星不或许在这些早期阶段对碳富集有贡献，”作者写道。
最后，探究人员报表了碳的测试结局，但他们不能告诉我们碳的确切来源。他们写道，它们或许是“……来自第三族祖先的第一代超新星的遗产”。

探究中的这个数字说明了一些察觉。JWST有各类各样的过滤器和棱镜，用于各异的使用，这使得一些图像针对未经训练的眼睛来说难以阅读。这张图像的首要亮点是绿色的CIII尖峰。信贷:uux.cn/D '尤金尼奥等人2023。
JWST被推到极限来观察这个早期星系。“这种对最远金属过渡的测试，提供了有关化学富集最初阶段的如此珍贵的信息，需要相当长的揭露时间，”作者阐释道。由于该星系极度昏暗，JWST时间花了65个小时收集这些资料。
即使有这么多的观察时间，探究人员也只能对他们目睹的金属丰度做出使用性的阐释。用65个小时的JWST时间对一个星系开展光谱探究是不太实际的，但这就是JWST需要做的这种精确的光谱探究。这在前方或许会改变。
“但是，在前方，大面积的调研和引力透镜或许有助于确认更多的高红移星系，这些星系足够亮，可以在较短的揭露时间内开展深度光谱跟踪，”探究人员写道。
假如这种状况发生，天体物理学家将会得到更大的样本量。有了这些有价值的资料，也许他们能对这一惊人的察觉做出更坚定的阐释。