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Jul. 03 2024

在宇宙黎明時期發現的明亮紅色天體讓天文學家感到困惑

  • 天文學家觀察早期宇宙中的3個神祕天體。這裡顯示的是韋伯望遠鏡的攝影圖像,由詹姆斯韋伯太空望遠鏡上。它們在紅外線波段下非常緊湊,並且有些證據顯示在紫外線波段下具有空間結構。影像來源:Phys.org

    天文學家觀察早期宇宙中的3個神祕天體。這裡顯示的是韋伯望遠鏡的攝影圖像,由詹姆斯韋伯太空望遠鏡上。它們在紅外線波段下非常緊湊,並且有些證據顯示在紫外線波段下具有空間結構。影像來源:Phys.org

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美國航太總署(NASA)詹姆斯.韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)最近的一項發現證實,先前在早期宇宙中檢測到明亮的紅色天體,顛覆了星系及超大質量黑洞起源與演化的傳統思維。

先前研究團隊藉由韋伯望遠鏡,在誕生後約6至8億年的早期宇宙,觀測到3個神祕的明亮紅色天體。然而近期團隊分析它們的光譜,顯示出年老恆星的光譜特徵,代表這些天體的存在年齡已有數億年。不只如此,天文學家還在這些天體之中,發現超大質量黑洞的光譜特徵,估計質量約為銀河系核心超大質量黑洞的100至1000倍。如果超大質量黑洞出現在如此早期宇宙的星系中,將挑戰了現行的星系與黑洞演化理論模型。

一開始團隊猜想這些天體可能是星系,近期藉由分析韋伯太空望遠鏡的新數據後,確認這些天體是位於極早期宇宙的矮星系。天文學家不僅清楚地瞭解了星系的外觀與結構,更在其中發現演化時間與星系成長年齡無法搭配的超大質量黑洞,與古老恆星所聚集的星團。而且天文學家進一步發現,由超大質量黑洞所發出的紫外光波段輻射強度過高,超過理論模型的預期。

這些理應是位於星系演化初期的星系,但是卻在極其狹小的空間,即直徑僅數百光年的矮星系中,塞入中整個銀河系約100億至1兆顆的恆星和超大質量黑洞。這些極早期星系中的恆星會如此密集,一定是以我們從未見過的方式、在我們從未預料到的條件下形成的。但是無論出於什麼原因,在宇宙誕生之後約幾十億年內,就停止形成這種類型的矮星系,它們是在極早期宇宙的特殊環境下才會產生的天體。

研究團隊希望進行更多的觀測與分析,進一步瞭解這些特異矮星系的奧秘。接下來將運用韋伯太空望遠鏡長時間觀測矮星系來獲得更清晰的光譜,這將有助於透過辨識恆星和超大質量黑洞中存在的特定吸收光譜特徵,來解開矮星系中的古老星團和超大質量黑洞存在的謎團。

 

資料來源: Phys.org

本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

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