當(dāng)前位置： 當(dāng)前位置：首頁 > 焦點 > 天文學(xué)家現(xiàn)在知道地球離200個星系有多遠(yuǎn)正文

天文學(xué)家現(xiàn)在知道地球離200個星系有多遠(yuǎn)。天文鳴謝:uux.cn/美國航天局、學(xué)家現(xiàn)知系歐空局、道地多遠(yuǎn)加空局、球離STSCI
（神秘的個星地球uux.cn）據(jù)蒙特利爾大學(xué)：2022年7月11日，詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)拍攝的天文第一張照片向公眾發(fā)布。它被稱為韋伯的學(xué)家現(xiàn)知系第一個深場，以一個名為SMACS 0723的道地多遠(yuǎn)星系團(tuán)為中心，包含不少于7000個星系。球離
這張圖像被證明是個星研究星系演化的重要目標(biāo)，因為它包含了大量非常遙遠(yuǎn)的天文星系，這些星系揭示了星系在早期宇宙中是學(xué)家現(xiàn)知系如何形成和演化的。
然而，道地多遠(yuǎn)直到現(xiàn)在，球離在這一領(lǐng)域還缺乏對星系的個星精確和全面的距離測量。
由哈利法克斯圣瑪麗大學(xué)博士后研究員gal noi rot博士領(lǐng)導(dǎo)的加拿大和國際天文學(xué)家團(tuán)隊，現(xiàn)在已經(jīng)仔細(xì)檢查和分析了韋伯的第一個深場。他們的研究發(fā)表在皇家天文學(xué)會的月刊上。
作為加拿大NIRISS無偏群集調(diào)查(CANUCS)的成員，科學(xué)家們使用JWST上的加拿大NIRISS(近紅外成像儀和無縫攝譜儀)儀器來收集圖像中星系目標(biāo)的光譜。這些光譜是一種科學(xué)數(shù)據(jù)，通過分解物體的光來揭示物體的年齡或距離等附加信息。
繪制“紅移”圖表
利用JWST制造的NIRISS儀器，研究小組測量了近200個星系的“紅移”(非常遙遠(yuǎn)的星系的光譜向更長波長的移動)，這些星系與地球的距離以前是未知的。“NIRISS非常適合做這項工作，因為它可以同時測量數(shù)百個星系的紅移，”該研究的主要作者諾伊羅特說。
“紅移”是一種精確測量星系距離的方法，基于光譜中獨特的化學(xué)特征。由于宇宙正在膨脹，從遙遠(yuǎn)的物體如星系發(fā)出的光正在被拉伸，它們的光譜特征在比最初發(fā)射的波長更長(即更紅)的波長上被看到。紅移是一個物體被觀察到的顏色和發(fā)出的顏色之間的差異，揭示了它與地球的距離。

這張圖片展示了宇宙學(xué)紅移的原理。如圖所示，來自遙遠(yuǎn)星系的光在穿越我們不斷膨脹的宇宙時被拉長成更長的波長。當(dāng)用像JWST這樣的望遠(yuǎn)鏡觀察時，這使得那些星系的光看起來比最初發(fā)射的更紅，因為更長的波長對應(yīng)更紅的顏色。信貸:uux.cn/加空局/STScI:https://www.asc-csa.gc.ca/eng/multimedia/search/image/15614
“我們對SMACS 0723的工作，是韋伯的第一張深空和JWST發(fā)布的第一張科學(xué)圖像，已經(jīng)產(chǎn)生了同類中最大的JWST光譜目錄，具有可靠的紅移測量，”合著者，圣瑪麗大學(xué)教授兼加拿大研究主席Marcin Sawicki說。“我們最近發(fā)表的研究將成為天文學(xué)界的寶貴資源，并開辟新的研究途徑，”諾伊羅特補充道。
從這個紅移目錄中，研究人員發(fā)現(xiàn)了SMACS 0723星團(tuán)中的許多新星系，它們的光花了40多億年才到達(dá)我們這里。星系團(tuán)是由引力聚集在一起的巨大星系群，可以包含多達(dá)數(shù)千個星系。
這項新研究讓人們更好地了解星系如何在宇宙中一些最極端的環(huán)境中演化，并讓人們一窺暗物質(zhì)的分布和結(jié)構(gòu)的演化。
“作為加拿大主導(dǎo)項目的成員，我們更興奮的是，與之前對SMACS 0723的研究相比，這一重大改進(jìn)是由JWST號上加拿大制造的儀器NIRISS的光譜能力實現(xiàn)的，”美國國家研究委員會的克里斯·威洛特說，他是CANUCS團(tuán)隊的領(lǐng)導(dǎo)者。
充分利用它的潛力
“這項加拿大制造的技術(shù)讓我們能夠最大限度地利用JWST，”蒙特利爾大學(xué)教授René Doyon補充說，他是Trottier系外行星研究所的主任，也是NIRISS儀器的首席研究員。NIRISS由霍尼韋爾航空航天公司在安大略省渥太華和劍橋的工廠設(shè)計、制造和測試。UdeM也貢獻(xiàn)了關(guān)鍵的光學(xué)元件。
在他們龐大的星系紅移集合中，研究人員發(fā)現(xiàn)了三個比SMACS 0723距離更遠(yuǎn)的其他星系超密度，這是之前在該領(lǐng)域中沒有見過的。這些超密度星系可能是新發(fā)現(xiàn)的星系團(tuán)，位于80億到100億光年之外。
在不同的宇宙時間捕捉這些星系的密度就像是觀看這些星系團(tuán)成長的延時電影，從它們在年輕宇宙中的嬰兒期到今天。
科學(xué)家們說，這些星團(tuán)代表了未來研究的理想目標(biāo)，以更好地了解星系和它們所居住的星團(tuán)如何從宇宙早期的狀態(tài)演變成今天的樣子，包括我們的銀河系。

這張圖片展示了韋伯第一張深空星系圖，這是JWST第一張公開的科學(xué)圖片。在這幅圖像中，SMACS 0723星系團(tuán)中的星系主要是白色的。看起來更紅和/或更長的星系是位于SMACS 0723后面的遙遠(yuǎn)星系。其中，用藍(lán)色突出顯示的是新紅移目錄中新發(fā)現(xiàn)的星系密度過大的一部分。“火花”是一個由于引力透鏡效應(yīng)而被成像三次的星系，它的光被放大和扭曲了。由于這種效應(yīng)，加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員去年發(fā)現(xiàn)，這個星系擁有許多明亮的“火花”，這些火花可能是有史以來觀察到的最古老的星團(tuán)。紅色突出顯示的星系是新發(fā)現(xiàn)的包含閃光的星系團(tuán)的潛在成員。研究人員將利用他們在這一領(lǐng)域獲得的新JWST觀測結(jié)果，對Sparkler及其星系家族進(jìn)行后續(xù)研究。鳴謝:uux.cn/美國航天局、歐空局、加空局、STScI。郵票:香農(nóng)·麥克法蘭(SMU)
令人驚嘆的“火花”
CANUCS小組已經(jīng)在其中一個星團(tuán)中有了驚人的發(fā)現(xiàn):壯麗的火花星系。發(fā)現(xiàn)于2022年9月，這是一個高度放大的星系，大約90億光年遠(yuǎn)，充滿了似乎是大爆炸后形成的最古老的星團(tuán)。
該團(tuán)隊新的NIRISS紅移目錄現(xiàn)在揭示的是，Sparkler不是一個孤立的星系，而是位于一個新發(fā)現(xiàn)的星系超密度中。
早期研究的合著者Sawicki說:“火花不是單獨存在的，而是星系家族中的一員，這一事實對大爆炸后第一個星團(tuán)如何形成具有重要意義。”
CANUCS的天文學(xué)家將能夠在Webb第二年的科學(xué)操作中改進(jìn)他們的星系紅移目錄，現(xiàn)在正在進(jìn)行中，因為他們已經(jīng)獲得了時間，用NIRISS儀器重新觀察Webb的第一個深場，甚至更詳細(xì)。
“天文學(xué)界顯然認(rèn)識到了我們第一個NIRISS紅移目錄的價值，并希望我們做另一個更好的版本，”該觀測項目的首席研究員諾伊羅特說。
幾個獨立的科學(xué)家團(tuán)隊已經(jīng)使用該目錄和新研究的結(jié)果來繼續(xù)他們在韋伯的第一個深層領(lǐng)域的工作，來自CANUCS進(jìn)展的其他研究預(yù)計將進(jìn)入星系的形成，暗物質(zhì)的分布和宇宙的演化。