意想不到的超大质量星系的发现可能不会改写宇宙学,但仍留下疑问

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【菜科解读】
通过观察电磁波谱的不同部分,哈勃太空望远镜和詹姆斯·韦伯太空望远镜能够在宇宙的相同部分看到不同的东西。
署名:uux.cn/美国国家航空航天局·奥姆斯特德。
(神秘的地球uux.cn)据德克萨斯大学奥斯汀分校(艾米丽·霍华德):自从詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)捕捉到早期宇宙的第一瞥以来,天文学家们对比预期更“超大质量”的星系的存在感到惊讶。
基于最广泛接受的宇宙学模型,它们应该在宇宙历史的很晚时期才能进化,这促使人们声称该模型需要改变。
这将颠覆几十年来的既定科学。
“宇宙中物体的发展是有层次的。
德克萨斯大学奥斯汀分校天文学助理教授朱利安·穆尼奥斯说,他最近在《物理评论快报》上发表了一篇论文,测试了宇宙学模型的变化该研究得出结论,没有必要修改标准宇宙学模型。
然而,天文学家可能不得不重新审视他们对第一批星系如何形成和演化的理解。
宇宙学研究我们宇宙的起源、演化和结构,从大爆炸到现在。
最广为接受的宇宙学模型被称为λ冷暗物质(CDM)模型或“标准宇宙学模型”。
尽管这个模型信息非常丰富,但关于早期宇宙的大部分内容仍然是理论性的,因为天文学家无法完全观察到它。
哈勃太空望远镜于1990年发射升空,在开发和完善标准宇宙学模型方面发挥了关键作用。
它用紫外线、可见光和一些近红外波长的光观察宇宙。
然而,这使它更善于看到一些东西。
例如,哈勃望远镜装备精良,可以观察较小的星系,这些星系通常包含更多的年轻、发射紫外线的恒星和较少的尘埃,这些尘埃往往吸收较短的波长。
JWST于2021年底发射升空,为哈勃望远镜的能力提供了重要补充。
通过在近红外和中红外波长进行观测,JWST可以探测到哈勃望远镜看不到的物体。
穆尼奥斯说:“我们正在为未知打开一扇窗。
“我们现在能够在以前无法测试的地方测试我们关于宇宙的理论。
”
詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的宇宙红外图像。
致谢:uux.cn/美国国家航空航天局、欧空局、加空局和航天科学研究所。
大爆炸后不久,情况并不完全一致。
密度的微小变化对宇宙未来的结构和演化有着重大影响。
密度较大的区域由于重力吸引了更多的物质,最终导致越来越大的结构形成。
JWST观测到的超大质量星系要如此之快地变得如此之大,理论上只有在宇宙大爆炸后更多的高密度区域形成时才有可能。
这需要改变标准宇宙学模型。
穆尼奥斯和他的团队验证了这一假设。
他们选择了一个JWST和哈勃都能观测到的宇宙时间范围。
在这个范围内,他们确定了JWST数据中最大的星系,并计算了它们形成所需的宇宙早期密度的变化量。
他们还计算了这种假设的变化会导致多少较小的星系。
这些额外的较小星系将被哈勃观察到。
穆尼奥斯解释说:“但我们看到的情况并非如此。
“考虑到哈勃的观测也会受到影响,你无法改变宇宙学来解释这个丰度问题。
”
那么为什么JWST发现了这么多超大质量星系呢?一种可能性是它们包含超大质量黑洞。
这些黑洞会加热附近的气体,使星系看起来更亮,因此比实际更大。
或者星系可能实际上根本不在早期宇宙中,但它们看起来像是因为尘埃导致它们的颜色看起来比其他情况下更红。
这种转变会使星系看起来比实际更远。
昆仑山神秘事件经过
一位牧民冒险进入谷地寻马。
几天过去后,人没有出现,而马群却出现了。
后来他的尸体在一座小山上被发现。
衣服破碎,光着双脚,怒目圆睁,嘴巴张大,猎枪还握在手中,一副死不瞑目的样子。
让人不解的是,他的身上没有发现任何的伤痕或被袭击的痕迹。
到处都是倒毙的死牛和其他动物的骨骸,整个山坡充满了一种死亡的气息。
地质队认为这情况太过反常,为了寻求根源,他们迅速组织起来考察谷地。
考察后发现该地区的磁异常极为明显,而且分布范围很广,越深入谷地,磁异常值越高。
地质学家根据磁异常的现象推测在电磁效应作用下,云层中的电荷和谷地的磁场相互作用,产生电荷放电,电使这里成为多雷区,而雷往往以奔跑的动物作为袭击的对象。
科学无法解释的诡异现象上有闪电、下有暗河的昆仑山之谷与其地狱之门之称可谓是名副其实。
但对死亡之谷的秘密,地质学家的解释也只是触摸到一些皮毛,更艰巨的考察任务还在后头。
科学技术的发展让我们坚信,世界上没有永远的秘密,死亡谷之谜最终将为科学所解答。
火星生命的迹象对火星车来说可能太难以捉摸无法探测到
这张照片是由火星车机械臂上的沃森相机在2023年1月20日拍摄的,这是该任务的第684个火星日,或sol。
(Image credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS)(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(By Charles Q. Choi):一项新的研究发现,目前探索火星的机器人可能无法探测红色星球上潜在的生命痕迹。
近半个世纪前,美国国家航空航天局(NASA)向火星发射的两颗海盗号轨道飞行器发现,这颗红色星球在其历史早期,大约30亿至40亿年前,其表面存在液态水。
后来的任务支持了这些发现,表明生物可能曾经生活在那里,而且可能仍然存在,因为几乎在地球上任何有水的地方都能发现生命。
然而,美国宇航局的两个海盗着陆器在火星土壤中没有检测到明确的本地有机化学物质,即使是十亿分之一的水平。
即使是美国宇航局最新的高度先进的仪器“好奇号”和“坚韧号”也仅仅在古老的火星湖床和河流三角洲中发现了简单有机分子的痕迹。
而这些化合物并不是生命的确凿证据;科学家强调,它们可能是由地质过程产生的。
仍然不确定的是,搜寻火星上过去或现在生命的努力没有成功,是因为这颗红色星球一直都很贫瘠,还是因为发送到那里的探测器不够敏感,无法探测到现场的任何生命。
为了帮助解开这个谜,科学家们测试了目前或可能被送往火星的仪器以及高度敏感的实验室设备。
研究人员分析了红石的样本,红石是智利阿塔卡马沙漠中一个河流三角洲的遗迹,阿塔卡马沙漠是地球上最古老和最干燥的沙漠之一。
这些沉积物形成于大约1亿至1.6亿年前的高度干旱条件下,非常类似于火星的杰泽罗陨石坑,毅力号目前正在对其进行调查。
红石经常经历为生活在那里的微生物提供水分的雾。
科学家们使用的最先进的实验室技术发现了一种生物化学物质的混合物,这种混合物来自那里已经灭绝的微生物和活着的微生物。
在红石检测到的DNA序列中,约有一半来自“黑暗微生物群”——即研究人员尚未正确描述的微生物。
然而,目前在火星上或计划在火星上使用的测试平台版本的仪器——包括一个比好奇号上的仪器灵敏10倍的仪器——几乎无法检测到红色石头样本中的有机生命迹象。
该研究的主要作者、马德里天体生物学中心的Armando Azua-Bustos告诉Space.com说:“我原本预计,我们为了检测红石生命证据而测试的试验台仪器会更好,我们知道这些仪器使用的是任何微生物实验室都可能找到的工具。
”“而他们没有。
”这些发现表明,如果微生物生命在数十亿年前确实存在,火星探测器将很难(如果不是不可能)检测到预期今天在红色星球上存在的低水平有机物。
“我们仍在学习如何探测火星上存在生命的证据,”阿祖阿-布斯托斯说。
“目前送往那里的仪器有其局限性。
但这并不是因为它们设计糟糕。
我们仍处于学习曲线上。
”研究人员建议,未来的火星任务应该旨在将样本从红色星球返回地球,在那里他们可以通过科学家拥有的最先进的设备进行测试,以帮助解决火星上是否曾有生命存在的难题。
顺便说一下,美国国家航空航天局和欧洲航天局的目标就是这样做,最早在2033年将毅力号收集的材料运回地球。
未来的研究可以分析红石的黑暗微生物群。
阿祖阿-布斯托斯说,这些微生物要么与任何已知的微生物如此不同,以至于它们无视当前的类别,要么它们是数百万年前有水时曾经生活在该地区的生命的残余,“现在没有任何亲属可以与它们进行比较”。
总的来说,阿祖阿-布斯托斯指出,红石很可能还有待发现。
他说,这项新工作“就像在纽约的一条街道上取样,来描绘整个纽约的特征”。
科学家们周二(2月21日)在《自然通讯》杂志上在线详细介绍了他们的发现。