天文学家现在知道地球离200个星系究竟有多远

这张图片展示了宇宙红移的原理。如图所示,遥远星系发出的光在穿越我们膨胀的宇宙时,正在被拉伸成更长的波长。当用JWST这样的望远镜观测时,这使得这些星系的光线看起来比最初发射的更红,因为更长的波长与更红的颜色相对应。

这张图片展示了韦伯第一个星系的深场,这是JWST首次公开的科学图像。在这张图片中,属于星系团团SMAS0723的星系以白色为主。呈变红和/或延长的星系是位于SMASS0723后面的遥远星系。其中,蓝色突出显示的是新发现的星系密度过高的一部分,发表在新的红移目录中。"火花"是一个被称为引力透镜效应的三次成像星系,其光线被放大和扭曲。由于这一效应,卡努克斯的研究人员去年发现这个星系拥有许多明亮的"火花",这可能是有史以来观测到的一些最古老的星系团。用红色突出显示的星系是同一新发现的星系团的潜在成员,这些星系团含有火花。研究人员将继续追踪火花星系及其星系家族,他们将在这个领域获得新的JWST观测结果。资料:美国航天局、欧空局、加空局、科学和科学研究所。邮票后:香农·麦克法兰(SMU)

　　2022年7月nt11日,詹姆斯·韦伯空间望远镜拍摄的第一张图像被发布给公众。它叫做韦伯的第一个深野,以一个名为SMAS0723的星系团为中心,含有不少于7000个星系。

　　这幅图像已被证明是研究星系演化的一个重要目标,因为它包含了大量非常遥远的星系它揭示了星系是如何在早期宇宙中形成和进化的。

　　然而,到目前为止,还缺乏对该领域星系的精确和全面的距离测量。

　　由加拿大和国际天文学家领导的一个团队.哈利法克斯圣玛丽大学的博士后研究员加埃尔诺洛现在仔细地考察和分析了韦布的第一个深领域。他们的研究是出版的在…中皇家天文学会每月通告.

　　科学家们使用JWST上的加拿大尼尔斯(接近红外成像仪和无分片光谱仪)仪器从图像中的银河目标收集光谱。这些光谱是一种科学数据,通过打破物体的光线来揭示物体的年龄或距离等额外信息。

　　绘制"红班"

　　研究小组利用JWST的加拿大制造的尼尔斯仪器,测量了近200个星系的"红移"(非常遥远的星系向更长波长的转变),这些星系与地球的距离以前是未知的。研究的主要作者诺罗特说:"尼尔司做这件事是完美的,因为它能同时测量成百上千个星系的红移。"

　　"红移"是根据在其光谱中所看到的独特化学特征精确测量星系距离的方法。由于宇宙正在膨胀,遥远物体(如星系)发出的光线正在被拉伸,它们的光谱特征被观察得更长(即:比最初发射的波长更红。这个红移是物体观察到的颜色和发出的颜色的区别,它揭示了它与地球的距离。

　　"我们对SMASS0723的研究是韦布的第一个深野和第一个科学图像,由JWST发布,已经产生了最大的JWST光谱目录,并提供了可靠的红移测量,"共同作者,圣玛丽大学的教授和加拿大研究教授MarinSaki说。"我们最近发表的研究将成为天文界的宝贵资源,并开辟新的研究渠道,"诺洛补充道。

　　从这个红移目录中,研究人员发现了SMAS0723星系团中的许多新星系,这些星系的光用了40多亿年才到达我们。星系团是由引力聚集在一起的巨大星系团,可以容纳上千个星系。

　　这项新的研究使人们更好地了解了星系在宇宙中一些最极端的环境中是如何进化的,并使人们得以一窥暗物质的分布和结构的演化。

　　"作为加拿大领导的一个项目的成员,我们更感到兴奋的是,与此前对SMASS0723的研究相比,这一重大改进是由加拿大制造的仪器JWST的光谱能力所促成的,"国家研究委员会的克里斯·威尔洛特说。

　　"充分利用它的潜力"

　　"这种加拿大制造的技术使我们能够最大限度地利用JWST,"蒙特利尔大学雷内·多扬教授补充说,他是托洛蒂埃系外行星研究所所长,也是尼利斯仪器的主要研究者。在渥太华和剑桥的设施中,霍尼韦尔航天公司在安大略省设计、制造和测试了Niris。现代化还提供了关键光学组件。

　　在其巨大的星系红移集合中,研究人员发现了另外三个比SMASS0723距离大得多的星系过高密度,这是以前在这个领域中没有见过的。星系的过度密度可能是新发现的星系群位于8到100亿光年的地方。

　　在不同的宇宙时期捕捉这些星系的过度密度,就像观看一个关于这些星系团的成长的时间流逝的电影,从它们在年轻的宇宙中的幼年到现在。

　　星系团是未来研究的理想目标,目的是更好地了解星系和它们所居住的星系团是如何从它们的状态演变而来的。早期宇宙科学家们说,他们现在的样子,包括我们自己的银河系。

　　令人惊奇的"火花"

　　卡努克斯团队已经在其中一个集群中做出了惊人的发现:电火花器星系。这是一个高度放大的星系,大约有90亿光年远,在2022年9月n被发现,其中充满了似乎是大爆炸后形成的最古老的星系团。

　　这个研究小组的新的尼斯红移目录现在揭示的是,这个闪闪发光的星系并不是一个孤立的星系,而是位于一个新发现的星系的过度密度。

　　早期研究的合著者萨维基说:"事实上,火花并不独自存在,而是一个星系家族的成员,这对于大爆炸后第一个星系团是如何形成的具有重要意义。"

　　在韦布第二年的科学操作中,卡努克斯天文学家们将能够改进他们的星系红移目录,现在正在进行中,因为他们已经有时间用尼尔斯仪器重新观察韦布的第一个深层领域。

　　"天文学界清楚地认识到了我们第一个"尼斯红移"目录的价值,并希望我们再做一个更好的版本,"诺洛说,他是这个观测项目的主要研究者。

　　几个独立的科学家团队利用这个目录和新研究的结果,继续他们在韦伯的第一个深领域的工作,而来自加拿大科学委员会的进一步研究预计将进入星系的形成、暗物质的分布和宇宙的演化。

　　更多信息:加埃尔·诺罗特等人,《韦伯第一个深场光谱红移》第一个大型目录,SMASSJ0723.3-7327,皇家天文学会每月通告(2023).