韋伯太空望遠鏡發現迄今最早星團 可追溯至大爆炸後4億6000萬年

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2024/6/25

星系團SPT-CL J0615−5746的部分影像。(圖取自twitter.com/ESA_Webb)

(中央社巴黎24日綜合外電報導)天文學家今天表示,韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)在早期宇宙發現了巨大星團,這些星團非常巨大且密集,影響了他們的星系如何形成。

法新社報導,這5個星團稱為球狀原星團(globular proto-clusters),是迄今觀測到的最早星團,可追溯至大爆炸(Big Bang)後的4億6000萬年,當時宇宙是目前年齡的3%。

天文學家是在2018年哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)發現的嬰兒星系「宇宙寶石弧」(Cosmic Gems Arc)中探測到這些星團。

觀測太空意味著回顧過去時光,這些星系存在於所謂的再電離時期,當時發展出首批恆星與星系,照亮了整個宇宙。

人類很難觀測到那麼遠的宇宙,但韋伯太空望遠鏡能偵測紅外線波長的能力,讓它能比以往任何時候探測到更早時期,窺探到這個宇宙黎明。

這項新研究報告發表於「自然」(Nature)期刊,共同執筆人克萊森斯(Adelaide Claeyssens)說,發現這5個球狀原星團標誌著「我們第一次能以這種距離觀測這類物體」。

這位斯德哥爾摩大學(Stockholm University)的天文學家向法新社表示,這應該有助科學家更加了解「我們能在附近宇宙觀察到現已非常古老的星團形成,以及它們對星系形成的影響」。

同樣來自斯德哥爾摩大學的主要研究報告作者阿達莫(Angela Adamo)說,在我們周圍的宇宙,沒有什麼能與這些星團相提並論。

我們所在的星系銀河系,現有約有170個球狀星團。但阿達莫向法新社法表示,銀河系曾經有數以千計的球狀星團,後來隨著銀河系膨脹而解體並四散各處。

存活下來的球狀星團質量相對較輕,相較於銀河系的所有其他恆星,其質量「微不足道」。

然而,宇宙寶石弧的5個球狀星團是真正的重量級星團,占了所屬星系總質量的近1/3。最年輕的恆星也緊密聚集在一起。

阿達莫說,想像一下在太陽與最近恆星「比鄰星」(Proxima Centauri)相距的4光年太空中,擠著100萬顆恆星。

最近發表的另一份研究報告表示,最靠近球狀原星團中心的恆星,質量是太陽的高達超過1萬倍。

阿達莫說,這類巨大恆星會發出大量輻射,代表它們「影響星系形成恆星的方式」,以及氣體如何從星系周圍散發出來。

她又說,在它們短暫又暴力的生命中,其中一些龐大恆星可能產生黑洞。阿達莫推測,有些甚至可能成為銀河正中心超大質量黑洞中的種子。

為了找到更多資訊,研究人員希望探究宇宙黎明附近的更多球狀原星團。阿達莫表示,韋伯太空望遠鏡將能協助尋找這個答案。

但阿達莫又說,實現這目標的將是歐洲南方天文台(European Southern Observatory)的極大望遠鏡(Extremely Large Telescope),預計將在2028年開始掃描天空,將有助於科學家「了解這個星系中的物理過程」。因此,我們必須再等個幾年,才能更了解132億年前發生的事。(譯者:張曉雯/核稿:劉文瑜)1130625

Bound star clusters observed in a lensed galaxy 460 Myr after the Big Bang

刊登在「自然」期刊的研究:

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