（神秘的國際地球uux.cn）據cnBeta：一個國際天文學家團隊利用美國宇航局詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（JWST）的數據，報告發現了迄今為止確認的天文團隊最早的星系。來自這些星系的利用光線花了超過134億年的時間才到達我們身邊，因為這些星系可以追溯到大爆炸后不到4億年，詹姆當時宇宙只有目前年齡的國際2%。
早先來自韋伯的天文團隊數據提供了這種嬰兒星系的候選者。現在，利用這些目標已經通過獲得光譜觀測得到了確認，詹姆揭示了來自這些令人難以置信的國際微弱星系的光的指紋中的特征和獨特的模式。
"證明這些星系確實是天文團隊居住在早期宇宙中這是至關重要的。"來自英國赫特福德大學的利用天文學家和共同作者艾瑪-柯蒂斯-萊克說："較近的星系很有可能偽裝成非常遙遠的星系。看到光譜后發現，詹姆正如我們所希望的國際那樣，確認這些星系處于我們視野的天文團隊真正邊緣，有些星系比哈勃能看到的利用還要遠！。這是該任務的一個巨大的令人興奮的成就"。

這些觀測結果是科學家們合作的結果，他們領導開發了韋伯號上的兩個儀器，即近紅外相機（NIRCam）和近紅外光譜儀（NIRSpec）。對最微弱和最早期的星系的調查是這些儀器概念背后的主要動機。2015年，這些儀器團隊共同提出了JWST高級深外星系調查（JADES），這是一個雄心勃勃的計劃，在兩年內分配給望遠鏡一個多月的時間，旨在提供一個深度和細節都前所未有的早期宇宙的視圖。JADES是一個由10個國家的80多位天文學家組成的國際合作項目。"這些結果是NIRCam和NIRSpec團隊共同執行這項觀測計劃的結果，"共同作者、圖森亞利桑那大學的NIRCam首席調查員Marcia Rieke說。
JADES的第一輪觀測集中在哈勃太空望遠鏡的超深場內和周圍地區（見下圖）。20多年來，這一小片天空一直是幾乎所有大型望遠鏡的目標，建立了一個橫跨整個電磁波譜的異常敏感的數據集。現在，韋伯正在增加其獨特的視角，提供迄今為止獲得的最微弱和最清晰的圖像。

JADES計劃從NIRCam開始，利用超過10天的任務時間，以九種不同的紅外顏色觀察該區域，并產生了精美的天空圖像。該區域比哈勃太空望遠鏡制作的最深的紅外圖像大15倍，但在這些波長下卻更加深邃和清晰。當從一英里外觀看時，該圖像僅有人類的大小。然而，它充斥著近10萬個星系，每個星系都被捕捉到了它們歷史上的某個時刻，距今已有數十億年。
"我們第一次發現了大爆炸后僅3.5億年的星系，而且我們可以對它們奇妙的距離有絕對的信心，"來自加利福尼亞大學圣克魯茲分校的共同作者、NIRCam科學小組成員布蘭特-羅伯遜（Brant Robertson）分享道。"在如此令人驚嘆的美麗圖像中發現這些早期星系是一種特殊的體驗。"
從這些圖像中，早期宇宙中的星系可以通過其多波長的顏色這一特征來區分。隨著宇宙的擴張，光的波長被拉長，而來自這些最年輕的星系的光被拉長了14倍之多。天文學家們尋找那些在紅外線中可見的微弱星系，但它們的光在一個關鍵波長處突然中斷。每個星系光譜中的截止點的位置會因宇宙的膨脹而發生偏移。JADES團隊搜索了韋伯的圖像，尋找這些獨特的候選者。

然后，他們使用NIRSpec儀器，在一個跨越三天的單一觀測期，總共收集了28個小時的數據。該小組收集了來自250個微弱星系的光線，使天文學家能夠研究每個星系中的原子在光譜上印出的圖案。這產生了對每個星系紅移的精確測量，并揭示了這些星系中氣體和恒星的特性。
"來自意大利Scuola Normale Superiore的天文學家和共同作者Stefano Carniani說："這些是迄今為止最微弱的紅外光譜。"它們揭示了我們希望看到的東西：對星系間氫的散射所導致的光的截止波長的精確測量。"
所研究的四個星系特別特別，因為它們被發現處于一個前所未有的早期時代。研究結果提供了光譜學確認，這四個星系位于紅移10以上，包括兩個位于紅移13。這相當于宇宙大約有3.3億年歷史的時候，為尋找遙遠的星系設定了一個新的前沿陣地。這些星系由于離我們很遠，所以非常暗淡。天文學家們現在可以探索它們的特性，這要歸功于韋伯的精湛靈敏度。
來自英國劍橋大學的天文學家和共同作者Sandro Tacchella解釋說："如果不了解星系發展的初始階段，就很難了解它們。就像人類一樣，后來發生的很多事情都取決于這些早期恒星的影響。關于星系的許多問題一直在等待韋伯為我們帶來的變革性機會，很高興能夠在揭示這個謎團中發揮作用。"

JADES將在2023年繼續對另一領域進行詳細研究，這個領域以標志性的哈勃深場為中心（見上圖），然后回到超深場進行另一輪的深度成像和光譜分析。該領域還有許多候選者等待光譜調查，研究設施的管理方已經批準了數百小時的額外時間。
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（神秘的地球uux.cn）據中國科學報：詹姆斯·韋布太空望遠鏡（JWST）發現了迄今為止確定的最遙遠星系，它形成于大爆炸后約3.25億年。
天文學家使用一種名為紅移的度量方法測量地球與宇宙天體的距離。由于宇宙膨脹，天體離地球越遠，其遠離速度越快。這種度量方法與多普勒效應相似，即物體輻射的波長因為波源和觀測者的相對運動而產生變化。來自星系的光的速度越快，顏色會變得越紅，通過比較一個星系的可視顏色和它的實際顏色，天文學家可以確定地球與一個星系的距離。
在JWST對星系的早期觀測中，天文學家只能對每個星系的紅移進行近似估計，因為他們沒有來自這些星系的光譜的詳細數據。這些觀測提供了紅移為12或以上的星系的線索，這意味著它們似乎在3000萬光年之外，可能在大爆炸后的4億年內形成，但由于缺乏精確的證據，許多科學家對這些發現持懷疑態度。
“證明這些星系確實存在于早期宇宙中是至關重要的。”英國赫特福德郡大學的Emma Curtis-Lake在一篇博文中說，“較近的星系很可能偽裝成非常遙遠的星系。”
來自10個國家的80多位天文學家參與了JWST高級深外星系調查（JADES）。如今，研究人員已經確認了4個極遠星系的紅移，范圍在10.4到13.2之間。這意味著它們形成于大爆炸后的3.25億年至4.5億年。此前確認的最高紅移記錄約為11。
“這是迄今采集到的最微弱的紅外光譜。”意大利比薩高等師范學院的Stefano Carniani說，這項觀測共覆蓋了250個微弱的星系，并計劃在2023年進行另一組觀測。該觀測預計將證實更多這樣遙遠的星系，這將告訴科學家星系形成的早期，以及最遙遠的星系與周圍的星系有何不同。
Curtis-Lake等研究人員于12月12日在美國巴爾的摩舉行的空間望遠鏡科學研究所（STScI）會議上發表了這些新發現，主題是“來自JWST的首個科學成果”。
“通過這些測量，我們可以知道星系的固有亮度，并計算出它有多少顆恒星。”
美國加州大學圣克魯茲分校的合著者Brant Robertson說：“現在我們可以開始真正研究星系是如何隨著時間的推移組合在一起的。”
“如果不了解星系發展的初始階段，就很難了解它的現在。后來發生的事情很大程度上取決于這些早期恒星的影響。”英國劍橋大學的合著者Sandro Tacchella補充說。
相關論文信息：https://arxiv.org/abs/2212.04480

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