【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。

3d星球动画之土匪星系

广告 3d星球动画之土匪星系 10:24 广告 广告 广告 了解详情 > 会员跳广告 首月9.9元 秒后跳过广告 开通搜狐视频黄金会员，尊享更高品质体验！ 1080P及以上画质仅为黄金会员专享> 开通/续费会员 抱歉，您观看的视频加载失败 请检查网络连接后重试，有话要说？请点击 我要反馈>> 正在切换清晰度... 播放 按esc可退出全屏模式 00:00 00:00 00:53 广告 只看TA 高清 倍速 剧集 字幕 下拉浏览更多 5X进行中 炫彩HDRVIP尊享HDR视觉盛宴 高清 540P 2.0x 1.5x 1.25x 1.0x 0.8x 50 哎呀，什么都没识别到 反馈 循环播放 跳过片头片尾 画面色彩调整 AI明星识别 视频截取 跳过片头片尾 是 | 否 色彩调整 亮度 标准 饱和度 100 对比度 100 恢复默认设置 关闭 复制全部log

天文学家重建星系演化史

## 艺术家构想图展示了巨型螺旋星系NGC1365与一个较小伴星系发生碰撞并逐渐并合的过程，这一过程激发了剧烈的恒星形成活动，并导致气体及重元素的重新分布。

天文学家运用一种新型空间考古学技术，通过分析星系气体中的化学特征，重建了NGC1365在漫长宇宙历史中的演化历程。

图片来源：MelissaWeiss／哈佛史密松天体物理中心 通过分析遥远星系的化学指纹，天文学家重建了其长达120亿年的演化历程。

这一新方法有助于揭示星系——包括银河系在内——在宇宙时间尺度上是如何形成的。

由哈佛史密松天体物理中心领衔的一支天文学家团队，首次将星系考古学方法应用于银河系以外的星系，以揭示其演化历史。

该方法通过分析空间中遗留的化学特征，重建星系的形成与演化过程。

这项研究成果发表于《自然天文学》杂志，提出了一种强大的新方法，用于重建遥远星系的演化历史。

该研究还有助于确立一个名为星系考古学的新兴研究领域。

这是我们首次在银河系以外的星系中，以如此精细的程度应用化学考古学方法。

论文第一作者、哈佛大学教授兼天体物理学中心主任丽莎凯利说，我们希望理解自身起源：银河系是如何形成的？我们今天呼吸的氧气又是如何产生的？ 利用化学指纹绘制星系地图 为开展此项研究，研究人员使用了TYPHOON巡天项目的数据，这些数据由拉斯坎帕纳斯天文台的伊雷内杜邦望远镜采集。

他们聚焦于NGC1365——一个从地球视角看呈正面朝向的邻近旋涡星系，这种朝向使其细节更易于观测。

这使得研究团队能够分离并分析其中正在形成新恒星的各个区域。

年轻的炽热恒星发出强烈的紫外光，激发周围气体。

这一过程使氧等元素产生特征性的窄谱线。

通过分析这些光谱模式，科学家能够研究元素在星系中的分布情况。

天文学家长期以来一直知道，星系中心往往含有更高浓度的氧等重元素，而外围区域则较少。

这些分布模式受到多种过程的影响，包括恒星形成和超新星爆发的时间与位置、气体在星系内外的流动，以及与其他星系过去的相互作用。

螺旋星系NGC1365的六幅视图，源自其光谱测光数据立方体，该数据立方体由TYPHOON巡天项目获取。

最左侧为宽带图像，通过平衡B（蓝）、V（可见光）和R（红）波段的连续谱图像，近似呈现人眼所见的星系外观。

其右侧为窄带图像，从TYPHOON数据立方体中提取，中心波长对准电离氢的Hα谱线。

单个HII区清晰可见，这些区域由炽热、高光度的O型与B型恒星提供能量，勾勒出两条宏伟的旋臂结构。

接下来的三幅图像为分别以其他诊断性发射线（氮、硫以及三种诊断线的合成图像）为中心的数据切片。

最后一幅图展示了NGC1365经颜色编码的视向速度场。

致谢：B.Madore，卡内基科学研究所天文台 重建120亿年的星系演化历程 通过追踪NGC1365中氧含量的空间分布变化，并将观测结果与Illustris项目提供的先进数值模拟进行比对，研究团队得以重建该星系数十亿年来的演化历程。

这些模拟涵盖了气体运动、恒星形成、黑洞活动以及化学成分演化等关键物理过程，时间跨度从宇宙早期延续至今。

他们的分析表明，该星系的中心区域形成较早，并迅速富集了氧元素。

相比之下，外围区域则通过数十亿年间与多个矮星系的反复碰撞逐渐演化而成。

外侧的旋臂似乎形成时间较晚，很可能是由这些并合事件带来的气体和恒星逐步构建起来的。

看到我们的模拟结果与另一个星系的数据如此接近，非常令人兴奋，哈佛大学天体物理学家、哈佛史密松天体物理中心的天文学家拉尔斯赫尼格说。

这项研究显示，我们在计算机上模拟的天文学过程正在数十亿年间塑造着像NGC1365这样的星系。

一种理解星系的新工具 总体而言，研究结果表明NGC1365最初是一个相对较小的系统，随后通过多次与较小邻近星系的并合，逐渐演化成一个巨大的旋涡星系。

凯利表示，这项工作展示了星系气体中的化学特征如何揭示其过往历史，从而确立了河外星系考古学作为天文学中一种有价值的新工具。

这项研究很好地展示了理论如何直接助力观测工作。

我认为，这项研究还将影响理论研究者与观测研究者之间的协作方式，因为该项目中理论研究与观测工作各占一半，二者缺一不可。

唯有理论与观测紧密结合，才能得出这些结论。

这对银河系意味着什么 研究NGC1365等与银河系具有相似特征的星系，有助于科学家更深入地理解银河系的起源，并判断其演化历史在宇宙中是否具有代表性或属于特例。

所有旋涡星系都是以相似的方式形成的吗？凯利问道，它们的形成过程是否存在差异？它们现在的氧元素分布在哪里？我们的银河系在哪些方面有所不同，或者是否具有独特之处？这些问题正是我们想要解答的。

BY: Smithsonian FY: AI 如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处