宇宙最遙遠的五個星系，最遠距離地球135億光年，誕生於宇宙大爆炸初期

地球只是太陽系中八大行星之一,太陽系是無數銀河系中的一個,而銀河系則是這個星系團中的一個,那麼距離地球最遙遠的星系是什麼?離得多遠可以說是宇宙的盡頭,追溯到50年代,人類就開始使用專業的天文觀測儀器對宇宙進行探測,經過近70年的探索,人類對宇宙的可探測範圍在不斷擴大,目前可探測宇宙的直徑已經達到920億光年, 那麼人類能觀測到的最遠的星系是什麼?離地球有多遠呢? SPT0418-47星系,誕生於宇宙誕生之後的第14億年,從理論上說,SPT0418-47星系存在的時間比第一代星系晚了11年,應該不屬於第一代星系,其主要輪廓和結構都呈現出高度穩定的特徵, 並不像一個早期星系的模樣,藉助引力透進這個工具,天文物理研究所對SPT0418-47星系進行了詳細觀測,發現其擁有一個幾乎完美的光環和中心隆起結構,這說明SPT0418-47星系中有着一定的秩序,恆星形成的速度可以很快,也可以很快死亡,但整個星系盤上處於井然有序的情景,這個發現對於星系的演化研究有着重要的意義。 SPT0418-47星系與我們的銀河系有着一定的相似之處,唯一的區別的前者沒有懸壁,但是中心隆起結構代表着大量恆星聚集在這裏,也是我們第一次看到121光年之外,有星系出現類似的結構,與銀河系的中心隆起有些相似,中心隆起結構說明SPT0418-47星系內部較爲穩定,以較爲有序的狀態演化。 MIMBO-9星系,科學家們使用天文望遠鏡觀測到了一個距離地球130億光年的星系,這個星系被稱爲MIMBO-9,科學家通過阿塔卡瑪大毫米陣列對它進行了長時間的觀測,發現在這個星系中充滿了星際塵埃,它是恆星的搖籃,基於天文學家對恆星的長期研究,發現星際塵埃是造成恆星形成的主要因素, 而且在MIMBO-9中,塵埃持續快速地移動,這不僅使得星系形成的速度更快,還使得形成的恆星擁有超大質量,至少是太陽質量的數千倍,不僅如此,研究人員還通過數組成像發現了這個星系的年齡,並且發現它很有可能是在大約129億年前形成的。 大爆炸發生後約91年前,該研究人員說,該星系與地球的距離是可以理解的,畢竟,它形成於大爆炸早期,隨着宇宙迅速膨脹,後來形成的星系,恆星和行星,自然也會與大爆炸開始時形成的星系很遠的距離。 2016年3月發現的一個,當時已知最早,離地球最遠的一個星系,距地球134億光年,位於大熊座方向,意爲目前從地球觀測到的,只是它在宇宙大爆炸後4億年時的樣子,這是目前發現最遙遠的星系,打破了先前的記錄。 原先科學家認爲類似GNZ-11這類遙遠的星系,只能用尚未升空的詹姆斯爲博太空望遠鏡觀察,但是因爲GNZ-11異常的明亮,讓哈勃望遠鏡成功捕捉其身影,分析其光譜,GNZ-11距離地球134億光年,雖然觀測到的影像十分微弱,但以它的距離而言,它顯得十分明亮,命名爲GNZ-11的星系是異常明亮的嬰兒星系, 位於大雄座方向,距地球約134億光年,意爲目前從地球觀測到的,只是它在宇宙大爆炸後4億年時的樣子,天文學家利用紅一程度來判斷星系的距離,GNZ-11的紅一是11.1,這代表它距離大爆炸的時間只有4億年而已,換句話說,它距離地球的距離大約是134億光年, 而前一個被觀測到最遠的星系EGSY-8P7的紅一則是8.68,雖然GNZ-11是個新生星系,大小隻有銀河系的25分之一,但是因爲產生新星的速度是銀河系的20倍,使得它在廣大的宇宙中顯得特別明亮,也因爲觀測到GNZ-11,天文學家有了額外的證據去分析先前哈勃望遠鏡所記錄到異樣明亮的星系。 在微博望遠鏡首批全綵照片發佈一星期後,天文學界從它拍攝到的深空場圖片裏,結合引力透鏡現象發現了編號爲GNZ-13的它,距離地球足足135億光年,除了驚人的距離外,此次新發現的GNZ-13星系的質量和大小也有點特殊,因爲數據顯示它僅有11倍太陽質量,直徑也才2000光年。 完全就是一個袖珍星系,相較之下銀河系的直徑達到了18萬光年,質量是太陽的1000億到4000億倍,可以說是碾壓GNZ-13,然而小也有小的道理。 在宇宙大爆炸剛結束的幾億年時間裏,宇宙中的物質還沒有在引力作用下充分融合,在早期的宇宙中不論是恆星還是星系,數量都還不多。 因此宇宙大爆炸後由衆多第一代恆星組成的星系們體積和質量都不大,也就不足爲奇了。 其實有關此次新發現的GNZ-13星系,還有一個數據是很多人想不到的,那就是這個星系現在距離地球並不是135億光年,而是337億光年。 這種距離和時間上的反差,本質上是因爲我們宇宙的超光速膨脹,即我們現在看到的GNZ-13星系是它135億年前的樣子,當時它距離地球135億光年,而在後來的135億年時間裏它一直被宇宙時空的超光速膨脹裹挾着原理地球,現在已經退行到了337億光年外。 根據天文學家統計,目前可觀測宇宙裏的2萬億個星系,其實97%都已經和地球失去因果關係了,也就是說無論那些星際上發生什麼,都無法影響到地球,因爲那些星系遠離地球的速度已經超過了光速,我們只能看到它們之前的樣子了。 根據觀測,這個星系距離我們也是135億光年,也就是說它在宇宙大爆炸的僅僅3.3億年後就存在了。 可以說這個星系是宇宙中的元老了,天文學家是如何確定它的距離的呢? 在物理學上有一個著名的效應,叫做多普勒效應,它指的是波源在遠離或靠近的時候,其頻率會發生變化。 生活中最常見的例子,就是靠近我們的汽車聲音會變得越來越尖銳,遠離時就會逐漸變得低沉。 在電磁波方面,多普勒效應也是存在的,當天體遠離我們的時候,其發出的光就會往波長更長的方向偏移,也就是靠近紅色的波段。 這就叫做紅移現象,我們知道宇宙是在膨脹的,在宇宙空間膨脹的時候,這些遙遠的星系就會隨着空間一起膨脹,遠離我們。 而且,離我們越遠的天體,退行的速度越快,所以,通過測量一個天體的紅移值,天文學家就能知道它距離我們有多遠了。 除了紅移值之外,它的紫外線波段中表現得非常明亮,暗示着這是一個能量爆棚的星系。 由於這個星系過於遙遠,關於這種能量的來源,天文學家還有些困惑。 它可能是一個星爆星系,也就是大量的恆星迅速形成,從而釋放強大電磁輻射的星系。 也可能是一個類星體,也就是核心處有一個瘋狂吞噬的超大質量黑洞,同樣也會爆發出巨大的能量。