人类发现有史以来最古老星系HD1，存在于宇宙大爆炸3.3亿年后 #宇宙探索 #天文 #宇宙 #未解之謎

2022年4月7日 天體物理學雜誌的一個報告 震驚了天文學界 報告中稱發現了一個明亮的星系 它位於創紀錄的135億光年之外 是迄今爲止在可觀測宇宙中 發現的最遙遠的星系 但是這次的發現可能違反現代理論 這個星系能被發現真的很奇怪 並且有點難以解釋 發現者將星系命名爲一之第一 是因爲它代表了一個謎團 在發現一之第一以前 G-Z1是在可觀測宇宙中 處於大雄座的高虹一星系 從當時檢測到的圖像來看 這個光信號來自大約134億年前 當時宇宙只有4億年的歷史 根據GN-Z1的光譜 虹一Z等於11.09 粗略估計距離地球320億光年 從目前來看它已經不是134億光年 因爲宇宙在不斷膨脹 有很多人不知道 這個距離是怎麼測算的 在宇宙天體測距時 我們通常採用普線虹一測距法 20世紀初 光譜研究發現 幾乎所有星系的都有虹一現象 當光源移動遠離觀測者時 觀測者觀察到的電子波譜會發生虹一 根據哈勃定律 Z等於H2-4D4-C 是中Z爲虹一量 C爲光速 D爲距離 H爲哈勃常數 根據這個定律 只要測出額外星系譜線的虹一量Z 便可算出星系的距離D 當GN-Z1被發現時 處於哈勃望遠鏡所能觀測到的距離極限 它們存在如此遙遠的地方 從某種意義上說 你甚至不應該看到任何東西從這裏傳來 因爲主流理論認爲在大爆炸11年之後 宇宙才完全被載電離化 早於這個時間點的信號 現在地球上的儀器是無法探測到 宇宙大爆炸約38萬年後 能量逐漸形成了物質 大量輕輕移散在宇宙中 這是由於沒有新的光源產生 宇宙是黑暗的 在第一批恆星誕生之前 宇宙內充滿了濃厚的高溫電離態氣體 光線無法在其中自由傳播 碰到電子就被散射開 儘管此後逐漸有恆星 星系誕生 但它們產生光仍然很暗 並且被彌散在宇宙中的氫氣物遮掩 直到11年後 星系越來越多 氫氣物被它們產生的電磁輻射驅散後 宇宙纔開始亮起來 XZ-8P7和GN-Z1的出現 都衝破這一主流理論 GN-Z1星系比之前的記錄保持着 XZ-8P7早了1.51年 和銀河系相比 GN-Z1大約是銀河系的25分之一 僅佔銀河系總質量的1% 但是形成新恆星的速度 大約是銀河系的20倍 這個星系看起來像一個 典型的小型星寶星系 在第一批恆星開始形成後不久 就存在如此巨大的星系 這一事實對當前的一些星系 形成理論模型重新提出了挑戰 但當科學家們還無法解析 這一系列現象時 又發現了另外兩個 更遠更年輕的潛在星系 大約在GN-Z1之前 在宇宙開始之後3.3億年 在原有的宇宙體系內認爲 在那段時間裏可能沒有很多星系 最重要的是 在這之前 使用包括哈勃在內的 最強大的望遠鏡 進行的所有探測 都沒有找到那麼遠的東西 科學家們使用了四種 不同紅外勘測器和望遠鏡的數據 包括斯巴魯望遠鏡 可見光和紅外勘測望遠鏡 天文學英國紅外望遠鏡 和美國宇航局的 斯皮策太空望遠鏡 結合四個不同望遠鏡 並且經過大約1200小時的觀察 在此過程中 他們分析了 大約70萬個不同的物體 發現了兩個有趣的候選星系 它們是在13.3的黃儀 處在一指第一星系 和在12.3處在一指第二星系 根據黃儀測據 這個星系的大致距離地球 334億光年 這個星系最大謎團 是它在紫外線波長中 似乎異常明亮 這表明這個星系 發生一些非常活躍的事情 但我們目前還不能夠解釋這種現象 類似於之前討論過的 關於一指第一的第一種假數 它是一個星爆星系 隨着恆星的形成而活躍 僅根據初步計算 那麼一指第一每年會產生 大約110倍於太陽質量的恆星 據估計 它每年會形成100多顆恆星 這比科學家預期的高出十倍 這將是一個集滿了 第一代明亮恆星的星系 甚至一指第一可能是 宇宙第一顆恆星 Population 3的家園 關於一指第一的另一種假數 如果它不是星爆星系 而是某種極其強大的內星體 基本上所有這些紫外線 都是通過某種活動產生的 在這種情況下 僞星系中心有一個超大質量黑洞 這個黑洞至少是太陽質量的一倍 它迅速吞噬周圍的物質 然後在明亮的光線下將其噴出 但是很多科學家認爲 這樣的黑洞不會在宇宙的早期存在 所以目前關於一指第一 更強有力的假說是 H第一是一個星爆星系 這裏存在早期宇宙中的 恆星類型Population 3 然後衍生了超新星 並創造了Population 2 和Population 1恆星 這是非常明亮和大質量的恆星 比普通恆星產生更多的紫外線 星爆星系假說從技術上可以解釋 爲什麼H第一信號 在紫外線波長中似乎異常明亮 但這終歸是假說 這需要後續大量研究和觀察 直到我們弄清楚 數億年前 在這顆H第一星系上 到底發生了什麼