超亮的早期星系可能沒有我們想像的那麼普遍

使用哈勃太空望遠鏡進行的新研究發現，早期宇宙中超亮的星系可能沒有最初想像的那麼普遍。由墨爾本大學的一個研究小組和全天空天體物理學研究中心領導的研究人員用哈勃望遠鏡觀察了兩個被認為是如此遙遠的星系，以至於我們可以在宇宙年輕的時候看到它們。在發表在《天體物理學快報》上的一項研究中，重子星系(BoRG)調查小組中最亮的一個發現，一個星系是130億年前的一個明亮的光源，正如預期的那樣。但另一個是「視點替用特效」——一個相對較近的星系，由於它的紅色而被誤認為是一個非常遙遠的星系。這種被稱為紅移的效應給了遙遠的星系不同的顏色，這些顏色可以顯示出它們離我們有多遠。

博科園-科學科普：但是一些相對較近的星系有著相似的顏色，這給它們的估計距離增加了一些不確定性。研究人員說，這一發現——早期宇宙中已知的最亮的候選星系本質上是一個騙局——對星系在宇宙初期是如何形成的模型有著深遠的影響。博格的設計是為了尋找明亮的早期星系。博格計劃由墨爾本大學的副教授Michele Trenti Trenti共同領導，該計劃充分利用了哈勃同時使用多台攝像機的能力。特倫提副教授說，當另一台相機在使用時，博格團隊使用了高靈敏度的廣角相機3來觀察隨機的天空幾小時。重複這一過程超過100次，建立了一個豐富的數據集，涵蓋了不相關的宇宙部分，最大限度地增加了發現一個稀有、明亮、年輕星系的機會。

左邊的彩色合成圖像是用近紅外光拍攝的，顯示了兩個候選星系最初被認為位於距離地球132億光年以上的位置。右邊的特寫圖片顯示了兩個星系的放大圖。最上面一行使用來自最初發現的數據，而底部行使用額外更精確的觀察顯示顏色。圖片：NASA/ESA Hubble Space Telescope

特倫提副教授說：由於哈勃最初的時間是如此的稀缺和供不應求，博格人的調查代表了一個理想的機會，可以在不增加額外費用的情況下進行前沿科學研究，這實際上是一架已經令人驚嘆的望遠鏡產量的兩倍。這項研究中的兩個星系是作為博格調查的一部分首次觀測到的，並在2016年由巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的瓦倫蒂娜·卡爾維博士領導的一篇論文中發表。最新的研究使用哈勃望遠鏡再次觀察這些來源，以便對兩個星系的顏色進行更詳細的測量，從而改善它們的估計距離。一個來自130多億年前，當時宇宙只有當前年齡的5%。在博格的發現之後，墨爾本大學的天體物理學家瑞秋·利弗莫爾領導了這項研究。利弗莫爾博士說：這使它成為進一步研究的完美目標，這樣我們就能真正了解宇宙早期的星系內部發生了什麼。

第二個星系被認為是在大爆炸後的前6.5億年發現的最亮的星系，但結果證明是一個騙局。遙望遙遠的地方，基本上可以拍下星系的嬰兒照片，這樣我們就能看到它們是如何開始的，然後就能知道它們是如何成長為我們今天看到的星系的。現在我們對顏色有了更好的測量，現在看來，最亮的星系實際上是相對較近的——我們看到的只是90億年前的樣子，而之前人們認為它是130億年前的樣子。這些星系是哈勃望遠鏡繼任者詹姆斯韋伯太空望遠鏡的天然目標，該望遠鏡將於2021年發射。新望遠鏡的設計是為了發現和描述早期的星系，博格團隊希望利用它進行進一步的研究。

博科園-科學科普｜參考期刊：天體物理快報｜來自：墨爾本大學

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