距地130億光年！最早的星系之一是在遙遠的宇宙中被發現

天文學家們已經發現了一個令人難以置信的星系，它被認為起源於宇宙的黎明，當時宇宙只佔其當前年齡的2%。

這一發現發表在《自然》雜誌上，由日本大阪大學的橋下徹(Takuya Hashimoto)領導。研究小組使用阿塔卡瑪大毫米陣列(ALMA)和非常大的望遠鏡(VLT)，在智利，研究這個遙遠的星系，名為MACS1149-JD1，這是在2012年首次發現的。

今天，銀河系的距離是132.8億光年，就像大爆炸後的5億年。但該團隊發現了星系中氧的特徵，這是迄今為止觀測到的最遠的一次，這意味著它一定是在早些時候形成恆星以產生它。

該研究的共同作者之一、倫敦大學學院的尼古拉斯·拉波特告訴《Science》雜誌說:「在宇宙大爆炸2.5億年後，銀河系已經形成了恆星。」「多虧了氧氣，我們可以看到這個星系的恆星形成史。」

這個星系的氧氣信號是用紅色表示的。

MACS1149-JD1是小的，它包含了大約10億顆恆星，而銀河系則是1000億顆左右。它被認為與環繞我們星系的麥哲倫星雲的大小相似。

第一顆恆星是由氫和氦組成的，在它們的核中產生像氧氣這樣的重元素，並在它們變成超新星時釋放它們。因此，在星系中探測到的氧氣——利用ALMA——使得研究人員能夠確定恆星形成的過程，因為星系已經擁有了成熟恆星的數量。

利用哈勃望遠鏡和斯皮策望遠鏡的紅外數據，他們發現今天的星系亮度與2.5億年前開始形成恆星的模型一致。這將使它成為宇宙中的第一個星系。

橋本在一份聲明中說:「看到阿爾瑪數據中遙遠的氧氣信號，我很激動。」「這一發現推動了可觀測宇宙的前沿。」

使用VLT，該團隊還能夠探測到來自星系的一個較弱的氫信號。這兩個測量值讓他們測量了132.8億光年的距離，這使得它成為距離測量精確的最遠的星系。

請注意，這些並不是宇宙中的第一批恆星。事實上，在今年2月，我們實際上發現了恆星發出的氫信號，它可以追溯到大爆炸後的1.8億年前。然而，它極大地阻礙了我們對第一個星系的理解。

研究小組認為銀河系正在經歷一個高速率的恆星形成過程，每年產生大約5顆恆星，而銀河系中只有一個。然而，有一些很不尋常的事情，因為他們認為銀河系過去更明亮;正常情況下，星系應該會變暗。

最早的星系電離了恆星之間的氣體，被稱為「物化時代」或「宇宙黎明」。

Laporte說:「從恆星形成的歷史來看，我們可以看到這個天體在過去更加明亮。」「我們知道第一批星系正在合併，所以我們有可能在過去找到更多這樣明亮的天體。」

這很重要，因為這意味著未來的望遠鏡，如詹姆斯韋伯太空望遠鏡(JWST)可以發現更多這樣的星系。如果他們年輕時更聰明，那麼在距離大爆炸更近的地方，他們可能會發現。

接下來，研究小組希望在這個星系的中心有一個超大質量黑洞，就像我們在更現代的星系中看到的那樣。現在，它給了我們一個關於宇宙如何開始形成的有趣的見解。

「通過對MACS1149-JD1的新觀測，我們正接近於直接見證星光的誕生!」來自倫敦大學學院的理查德·埃利斯在一份聲明中說。「因為我們都是由加工過的恆星材料製成的，所以這真的是我們自己的起源。」

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