最新消息!人类首次观测到137亿年前宇宙早期最庞大的星系群

最新消息!人类首次观测到137亿年前宇宙早期最庞大的星系群

几十年来,人类一直试图尽可能深入到宇宙深处。希望通过观察大爆炸后不久的宇宙,尽可能地了解宇宙的早期形成及其随后的演化。所幸多亏了像哈勃太空望远镜这样的仪器,天文学家已经能够看到宇宙中以前无法到达的部分。

但即使是强大的哈勃也无法看到早期宇宙中发生的一切。然而,东京大学天文研究所领导的一个国际天文学家小组利用世界各地一些最新天文台的综合能力观测了39个以前从未发现过的古老星系,这一发现可能对天文学和宇宙学产生重大影响!

简单地说,宇宙中最早可能存在的星系直到现在仍然是看不见的,因为它们发出的光非常微弱,而且波长很长,哈勃根本无法探测到。因此,研究小组转向阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA),它的望远镜是为观察这种微弱的而古老的星光而存在。

史无前例的发现

这一发现不仅史无前例,而且如此之多的这类星系的发现也颠覆了目前的宇宙学模型。正如发科学家解释的那样:

“这是第一次在宇宙137亿年的生命周期的头20亿年里证实了如此庞大的星系群。这些在我们之前是看不见的。这一发现与目前宇宙进化时期的模型相悖,这将有助于增加一些宇宙早期细节,而这些细节直到现在还没有发现!”

这些星系虽然是当时存在的最大的星系,但仍然很难被发现。这在很大程度上与它们的光被宇宙膨胀拉伸的程度有关。在天文学中,这种现象被称为红移,即空间的膨胀(哈勃常数)使光的波长变长,使其向光谱的红端移动。这使得天文学家不仅能知道一个物体有多远,还能知道这个物体过去的样子。但是,当我们观察宇宙的最早期(超过130亿年前)时,这个巨大的距离将可见光的波长拉伸到不再属于可见光的范围而变成红外线的程度。

被质疑

这些星系难以被发现的另一个原因是,较大的星系往往被尘埃所笼罩,尤其是当它们还处于形成的早期阶段时。这使得它们比较小的星系更容易被掩盖。由于这些原因,甚至有人怀疑这些星系并不像研究小组所认为的那么古老,因为很难让那些人相信这些星系的年龄和科学家们想象的一样大。

其实科学家们最初对它们存在的怀疑来自斯皮策太空望远镜的红外数据。但是阿尔玛亚毫米波波段可以看到详细的细节,它可以观察早期宇宙尘埃的最佳波长所在。最后科学家们从智利的超大望远镜中获得了更多的数据,才真正证明所看到的是以前从未见过的古老大星系。

重大意义

由于这些星系的发现违反了我们目前的宇宙学模型,研究小组的发现自然会对天文学家产生一些重要的影响。正如天文学研究所教授Kotaro Kohno解释的那样:“星系越大,其中心的超大质量黑洞就越大。所以对这些星系及其演化的研究也将告诉我们更多关于超大质量黑洞的演化。而巨大的星系也与暗物质的分布密切相关。这对形成星系的结构和分布起着重要作用!”

另一个有趣的发现是,这39个古老的星系与我们大不相同。首先,这些星系的恒星密度比今天的银河系还要高,这意味着,如果我们的星系是相似的,当观测者仰望夜空时,他们看到的将会是非常不同的东西。

首先比如,夜空会显得更加壮观。更大的恒星密度意味着会有更多的恒星离我们更近,看起来更大更亮,但反过来说,大量的尘埃意味着较远的恒星将更不可见,所以这些明亮的近恒星的背景后面可能是一个巨大的黑暗空间。

由于这是第一次发现这种星系群,天文学家们对此非常好奇。就目前的情况来看,即使是阿尔玛天文台也不够先进,暂时还无法研究这些星系的化学成分和恒星群。然而,下一代天文台将为天文学者提供进行这些研究的分辨率。其中包括詹姆斯·韦伯太空望远镜,目前计划于2021年发射。地面天文台,如欧洲南方天文台的超大望远镜(ELT)、30米望远镜(TMT)和巨型麦哲伦望远镜(GMT)也可能发挥重要作用。

无论如何,对于天文学家和宇宙学家来说,这是一个激动人心的时刻。他们正在如此缓慢地剥开宇宙的另一层秘密!

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