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科技日?qǐng)?bào)記者?張佳欣

美國(guó)西北大學(xué)研究人員通過(guò)詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）發(fā)現(xiàn)，宇宙早期的明亮星系可能是大質(zhì)量恒星形成爆發(fā)的產(chǎn)物，這種形成爆發(fā)使早期星系比人們對(duì)“宇宙黎明”的預(yù)期更亮。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期的《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上。

詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的早期星系圖像異常明亮。圖片來(lái)源：太空網(wǎng)

從第一次“看到”遙遠(yuǎn)的宇宙開始，JWST讓人們對(duì)宇宙的早期歷史有了前所未有的了解，發(fā)現(xiàn)了一系列可追溯到“宇宙黎明”這一神秘時(shí)期的星系。但宇宙嬰兒期的星系本應(yīng)更像一個(gè)“小孩子”，但它們卻出奇地成熟，演化也比想象的快得多。科學(xué)家在質(zhì)疑宇宙學(xué)基本原理的同時(shí)，多方尋找解釋。一項(xiàng)新研究可能在與教科書解釋不相悖的情況下解開這個(gè)謎團(tuán)。

研究人員使用計(jì)算機(jī)模擬最早的星系是如何進(jìn)化的。結(jié)果表明，在138億年前宇宙大爆炸后的最初數(shù)億年里，這些星系中恒星的形成與今天充斥在宇宙中的銀河系等大型星系的形成過(guò)程有所不同。

他們發(fā)現(xiàn)，早期星系中恒星的形成是在偶爾的大爆發(fā)中發(fā)生的，而不是以穩(wěn)定的速度形成的。這一點(diǎn)很重要，因?yàn)榭茖W(xué)家通常使用星系的亮度來(lái)衡量它的大小，即數(shù)百萬(wàn)或數(shù)十億顆恒星的總質(zhì)量。

根據(jù)這項(xiàng)研究，這些星系可能如預(yù)期的那樣相對(duì)較小，但會(huì)像真正的大質(zhì)量星系一樣發(fā)出明亮的光，但恒星形成的爆發(fā)過(guò)程會(huì)像真正的大質(zhì)量星系一樣明亮地發(fā)光，這就給人一種質(zhì)量巨大的欺騙性印象。

研究人員表示，恒星形成的爆發(fā)產(chǎn)生的閃光可解釋韋布望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的非常明亮的星系。這一點(diǎn)之所以如此重要，是因?yàn)檎撐脑诮忉屵@些非常明亮的星系時(shí)并沒(méi)有打破標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型。

與以幾乎恒定的速度形成恒星相反，早期星系中的恒星形成活動(dòng)是斷斷續(xù)續(xù)的，隨著時(shí)間的推移有一些巨大的波動(dòng)。這反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致了它們亮度的巨大變化，因?yàn)镴WST望遠(yuǎn)鏡所看到的光是由在這些星系中形成的年輕恒星發(fā)出的。

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