最近,天文学家宣布发现一个红移高达13的星系,当时的宇宙年龄约为3.3亿年。此前,保持纪录的是红移约为11的星系,它所处的宇宙的年龄约为4.2亿年。韦布将人类看到的最远星系往宇宙诞生时刻方向推进了约1亿年。这只是韦布的一个轻松的开端。我们可以预期的是,开了挂的韦布将在未来很短的时间内获得更大的突破,带领人类破解极早期宇宙的奥秘。
2022年7月12日,韦布望远镜(James Webb Space Telescope,简称JWST或“韦布”)得到的第一批图像在万众瞩目的盛况中被正式公布。这批照片不仅震撼了天文圈子里的专业人士,也震撼了圈外的众多吃瓜群众。
然而,一瓜未落,一瓜又起:7月20日,哈佛大学的天文学家领衔的一个合作小组宣布,他们在韦布拍摄的图像中发现了一个破纪录的星系:它在宇宙大爆炸后大约3.3亿年之后就已形成,是至今为止被发现的最古老的星系。
红移是测量天体距离与年龄的最关键依据之一。由于天体自身的运动或宇宙自身的膨胀,天体发出的光波会发生变化。如果光波变长,就是红移;如果光波变短,就是负的红移,即蓝移。天体发出的光包含众多元素的原子发出的辐射。这些辐射由原子内的电子的跃迁导致,它们都有固定的波长。天体发出的部分光在前往地球的过程中,某些波段的辐射被自身大气或星际介质吸收后,强度变弱,显示为吸收线。
此前,天文学家在哈勃拍摄的图像中发现的最古老的星系是GN-z11。这个编号中的G代表“大型天文台宇宙起源深度巡天”(The Great Observatories Origins Deep Survey,GOODS),这是一个由哈勃空间望远镜(以下简称“哈勃”)与一些空间X射线望远镜及地面望远镜联合执行多波段观测的。GOODS观测南与北两个特定天区,分别用S和N表示。
所以GN代表这个项目观测的北天区。
GN-z11的冠军宝座还没坐几年,就被韦布发现的更远的星系取而代之了。这次破了纪录的星系被命名为GLASS-z13。GLASS-z13中的GLASS是 “空间棱栅透镜放大巡天”(Grism Lens Amplified Survey from Space)的英文缩写。
GLASS项目观测了10个星系团及它们附近的10个空区域,其中一个星系团为Abell 2744,它也是著名的“哈勃边疆场”(Hubble Frontier Fields,HFF)当年拍摄的6个星系团之一。
哈佛大学-斯密森天体物理中心(CfA)的Rohan Naidu领导的一个团队在GLASS-JWST-ERS得到的数据中确认了GLASS-z13。必须提及的是,当年领衔团队确认GN-z11的Pascal Oesch也是这个团队的成员,名列相关论文的第二。
Naidu等人的论文于2022年7月19日被上传到预印本网站arxiv,并于20日被系统发布。
同样在7月19日被上传到arxiv并在20日被发布的类似的论文是意大利国家天体物理研究所的Marco Castellano领衔的一个团队公布的一篇论文。Castellano等人的论文也使用了GLASS-JWST-ERS释放的数据,从中确认了红移在9到15之间的一些星系,其中红移超过10的两个星系的红移的代号分别为GHZ1与GHZ2,它们的红移分别为10.6 与12.35。
我们可以预见的是,此后天文学家根据韦布得到的数据去寻找更高红移星系的竞争会不断白热化、更加内卷化,新的距离会不断刷新旧的纪录。这种竞争与内卷对于人类认识可见宇宙的边疆是非常有益的。我们期待韦布今后有这方面的更大的突破出现,甚至发现第一代星系与第一代恒星。