詹姆斯韦伯太空望远镜揭秘银河系二重身

需要知道模型中缺少了哪些关键的物理成分”

詹姆斯韦伯太空望远镜揭示了最遥远的银河系二重身——“如果模型中有遗落部分那么我们

早期宇宙中观测到的螺旋棒星系ceers-2112。地球被反射在环绕银河系的虚幻气泡上，这让人注意到银河系和ceers-2112的位置关系。(图片来源：卢卡卡斯坦丁(CAB/CSIC-INTA))

天文学家发现宇宙中距离我们最遥远的星系，看起来像是我们的母星系——银河系。

当宇宙只有20亿寿命的时候，新发现的漩涡星系ceers-2112，有恒星和气团穿过它的心脏，就像是一条斜线穿过禁烟标志。银河系，也是一个旋臂星系，像是酒吧里的运动。科学家们猜测银河系的悬臂好像圆柱体一样旋转，就像手纸盒展开厕纸一样，可燃气体汇聚到星系中心，并引发恒星形成爆炸。

天文学家之前发现星系结构标志着星系形成期的结束，因此人们认为只有在可能已经完全成熟的老星系中才能看到这种结构——也许是那些存在于宇宙演化过程中的星系。事实上，哈伯太空望远镜过去对星系形态的观测显示，早期宇宙中几乎没有棒状星系。

詹姆斯韦伯空间射电望远镜（JWST）收集到的数据最新发现，棒状星系在宇宙中漫游了这么长时间可能并不一定是真的。螺旋星系ceers-2112的发现揭示了类似于我们的星系在117亿年前就存在了，“当时宇宙只有15%的生命”。马德里天体物理学家LucaCostantin告诉空间网站，他是这项研究的主要作者。

詹姆斯韦伯空间射电望远镜JWST比哈伯望远镜收集的光多六倍，可知更多的遥远星系的详细信息。希尔斯-2112星系是在红移为3时观测到的，此时宇宙年龄时21亿岁。卡斯坦丁说这从本质上来说意味着光线从星系到达JWST用了117亿年。 这是令人惊讶的发现，因为在2/3的旋臂星系中可以看见星系棒，但是星系棒被认为是在宇宙诞生40亿年后才显现出来的。

研究报告合著者、马德里宇宙空间研究所的研究员克里斯蒂娜卡韦罗在一份声明中说，研究遥远星系的详细形态“对于了解它们的历史至关重要，也为研究星系形成和演化的新情况开辟了一条新的道路”。希斯尔-2112中棒状物质的存在对当前理论模型提出了挑战，这个模型预测早期的物理条件阻止了棒状星系形成。宇宙学模型的理论预测很难在那个时代重现这样的挑战，我们现在需要了解我们模型中缺少什么。

天文学家认为，宇宙中85%的物质是暗物质，这是一种难以用望远镜观测到的神秘物质，因为它根本不与光相互作用。早在宇宙大爆炸后的380000年，暗物质被认为从根本上影响了星系演化和恒星形成。新研究结果显示，星系进化，至少希斯尔-2112，是由普通物质主导的，而不是在宇宙有20亿年历史时由暗物质主导的。研究发现，该星系的形态显示，在希斯尔-2112星系棒中，暗物质贡献非常低，主要是正常物质。

拉古纳大学研究员该研究的共同研究者伽罗埃博拉说：“这一发现证实了这个星系的演化是由重子主导的——组成这些星系的是普通物质——而不是由暗物质构成，尽管暗物质数量过多，当时宇宙的实际年龄只有15%”。

卡斯坦丁说：“通过詹姆斯韦伯太空望远镜短短一年的观测，彻底改变了我们对早期宇宙的理解。”在未来5-10年，我个人计划继续利用它非凡能力，确定宇宙中第一个星系的详细结构。

在宇宙学中，暗物质是指不与电磁力产生作用的物质，也就是不会吸收、反射或发出光。人们目前只能透过重力产生的效应得知，而且已经发现宇宙中有大量暗物质的存在。 现代天文学经由引力透镜、宇宙中大尺度结构的形成、微波背景辐射等方法和理论来探测暗物质。

BY:Sharmila Kuthunur

FY: 何丹怀（懐）

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