韦伯揭开了有史以来最遥远星系之一GN

作者:小菜 更新时间:2025-04-27 点击数:
简介:据美国宇航局韦伯任务团队:深入太空和时间,两个使用美国国家航空航天局詹姆斯·韦伯太空望远镜的团队研究了异常明亮的星系GN-z11,它存在于我们138亿年前的宇宙只有4.3亿年的时候。

这个星系最初是由美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜探测到的,是有史以来观测到的最年轻、最遥远的星系之一,它是如此明亮,以至于科学家们很难理解为什么。

现在,

【菜科解读】

据美国宇航局韦伯任务团队:深入太空和时间,两个使用美国国家航空航天局詹姆斯·韦伯太空望远镜的团队研究了异常明亮的星系GN-z11,它存在于我们138亿年前的宇宙只有4.3亿年的时候。

这个星系最初是由美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜探测到的,是有史以来观测到的最年轻、最遥远的星系之一,它是如此明亮,以至于科学家们很难理解为什么。

韦伯揭开了有史以来最遥远星系之一GN

现在,GN-z11正在放弃它的一些秘密。

一个与韦伯一起研究GN-z11的团队发现了第一个明确的证据,证明该星系存在一个快速吸积物质的中心超大质量黑洞。

他们的发现使这成为迄今为止发现的最远的活动超大质量黑洞。

英国剑桥大学卡文迪许实验室和卡夫利宇宙学研究所的首席研究员Roberto Maiolino解释道:我们发现了在超大质量黑洞附近常见的密度极高的气体。

这是GN-z11托管一个吞噬物质的黑洞的第一个明确信号。

这张来自美国国家航空航天局詹姆斯·韦伯太空望远镜NIRCam(近红外相机)仪器的图像显示了星系北视场的一部分。

在右下角,一个拉出突出显示了GN-z11星系,它出现在大爆炸后4.3亿年的某个时刻。

该图像揭示了一个延伸的成分,追踪GN-z11宿主星系,以及一个中心致密源,其颜色与黑洞周围吸积盘的颜色一致。

图像:uux.cn/NASA、ESA、CSA、Brant Robertson(UC Santa Cruz)、Ben Johnson(CfA)、Sandro Taccella(剑桥)、Marcia Rieke(亚利桑那大学)、Daniel Eisenstein利用韦伯,该团队还发现了通常在吸积超大质量黑洞附近观察到的电离化学元素的迹象。

此外,他们还发现一股非常强大的风正被银河系喷出。

这种高速风通常是由与强烈吸积的超大质量黑洞相关的过程驱动的。

韦伯揭开了有史以来最遥远星系之一GN

同样来自卡文迪许实验室和卡夫利研究所的研究员Hannah bler说:韦伯的近红外相机揭示了一个延伸的组件,追踪宿主星系,以及一个中心的紧凑源,其颜色与黑洞周围吸积盘的颜色一致。

总之,这些证据表明,GN-z11在消耗物质的非常活跃的阶段拥有一个200万太阳质量的超大质量黑洞,这就是它如此明亮的原因。

同样由Maiolino领导的第二个团队使用Webb的NIRSpec(近红外光谱仪)在GN-z11周围的光环中发现了一团氦。

Maiolino说:除了氦,我们没有看到任何其他东西,这表明这个星团一定相当原始。

这是这些时代在特别大质量星系附近的理论和模拟所预期的——光环中应该有一些原始气体,这些气体可能会坍塌并形成第三族星团。

寻找从未见过的第三类恒星——第一代几乎完全由氢和氦形成的恒星——是现代天体物理学最重要的目标之一。

预计这些恒星的质量非常大,亮度非常高,温度也非常高。

他们预期的特征是存在电离的氦,不存在比氦重的化学元素。

第一批恒星和星系的形成标志着宇宙历史的根本转变,在这一过程中,宇宙从一个黑暗而相对简单的状态演变成了我们今天看到的高度结构化和复杂的环境。

这张由两部分组成的图显示了在GN-z11星系周围的光环中存在气态氦团的证据。

在顶部,在最右边,一个小盒子识别了星系场中的GN-z11。

韦伯揭开了有史以来最遥远星系之一GN

中间的框显示了星系的放大图像。

最左边的方框显示了GN-z11光环中氦气的地图,包括一个没有出现在中间面板中显示的红外颜色中的团。

在图的下半部分,光谱显示了氦在光环中的独特指纹。

全光谱没有显示其他元素的证据,因此表明氦团必须相当原始,由大爆炸遗留的氢气和氦气组成,没有受到恒星产生的较重元素的太多污染。

在这些时代的特别大质量星系附近的理论和模拟预测,光环中应该有一些原始气体存在,这些气体可能会坍塌并形成第三族星团。

图像:uux.cn/NASA、ESA、CSA、Ralf Crawford(STScI)在未来的韦伯观测中,Maiolino、 bler和他们的团队将更深入地探索GN-z11,他们希望加强可能在其光环中形成的第三族恒星的情况。

对GN-z11光环中原始气体团的研究已被天文学和天体物理学接受发表。

对GN-z11黑洞的研究结果于2024年1月17日发表在《自然》杂志上。

这些数据是作为JWST高级深星系外巡天(JADES)的一部分获得的,该巡天是NIRCam和NIRSpec团队的联合项目。

詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的空间科学天文台。

韦伯正在解开我们太阳系的奥秘,展望其他恒星周围的遥远世界,探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。

韦伯是由美国国家航空航天局及其合作伙伴欧空局和加拿大航天局领导的一个国际项目。

出现在太平洋的4层楼高的巨浪是有史以来探测到的“最极端的”

  科学家们现在说,2020 年在加拿大海岸附近的太平洋中短暂上升的四层楼高的巨浪是有史以来“最极端”版本的怪异现象。

巨浪,也称为怪浪或杀手海浪,是一种看似不知从何处出现在公海中的巨大海浪。

  1995 年在挪威发现了第一个官方的巨波,被称为 Draupner 波。

科学家们此前曾怀疑存在巨波。

长期以来,水手被异常巨大的海浪抓住甚至杀死的故事充斥着海上民间传说,但直到 1995 年的报告之前,科学家们从未观察到它们。

研究人员在论文中写道,从那时起,科学家们只研究了少数巨波,但他们估计每两天就会在世界海洋的某个地方形成一个。

  Ucluelet 波并不是迄今为止发现的最大的巨波。

例如,Draupner 波的测量高度要高得多,为 84 英尺(25.6 m)。

然而,Draupner 波期间的海况约为 39 英尺(12 m),这使得巨波的高度仅是周围波峰的两倍多(而不是三倍)。

  像 Ucuelet 波这样的巨波通常完全被忽视。

然而,如果一艘船或石油钻井平台被困在这些异常大的波峰中,结果可能是灾难性的。

“巨浪的不可预测性,以及这些‘水墙’的绝对力量,可能使它们对海上作业和公众造成难以置信的危险。

”MarineLabs 首席执行官斯科特·比蒂在声明中说。

  但研究人员希望监测浮标网络,例如战略性地位于北美海岸线的 26 个 MarineLabs 浮标,能够揭示更多有关这些海洋异常的信息。

“预测巨波的潜力仍然是一个悬而未决的问题,但我们的数据有助于更好地了解巨波的形成时间、地点和方式,以及它们带来的风险。

”Beatty 在声明中说。

  根据过去的研究,气候变化可能会影响巨浪的强度和频率。

2020 年 6 月发表在《科学进展》杂志上的一项研究表明,由于海洋温度上升导致的强风和洋流,极端海浪条件已经增加了 5% 到 15%。

正在诞生的太阳

孕育太阳的摇篮、宇宙岛之间的相互作用和系外行星的独特景观只是美国航空航天局美国宇航局12日公布的一些遥远宇宙图像。

经过几十年的漫长等待,世界终于可以通过韦伯宇宙望远镜看到其窥探到的部分宇宙的高分辨率彩色图像。

这些图像值得等待——它将永远改变我们看待宇宙的方式。

据美国有线电视新闻网CNN报道,韦伯宇宙望远镜穿透宇宙尘埃的能力揭开了星云中曾不为人知的太阳诞生地,这或将为太阳的形成提供新的见解。

首批图像拜登11日便迫不及待发布的韦伯的第一次深空照片——宇宙岛团SMACS 0723。

除此之外,韦伯宇宙望远镜此批拍摄的图像还包括船底座星云、WASP-96b、南环星云和斯蒂芬五重宇宙岛。

宇宙岛团SMACS 0723韦伯宇宙望远镜拍摄的首张全彩色图像 图源:美国宇航局下同SMACS 0723宇宙岛团包含了数千个宇宙岛,距离地球46亿光年。

这张照片是迄今为止最深空、最清晰的遥远宇宙的红外图像。

由12.5个小时以内近红外相机拍摄的不同波长的图像合成,其在红外波长上达到的深度超过了哈勃宇宙望远镜需要花费数周时间才干到达最深处的视野。

船底座星云用韦伯宇宙望远镜观察的宇宙 图源:美国宇航局下同照片上的景观被称为宇宙陡崖,这实际上是船底座星云中一个名为NGC 3324附近年轻的太阳形成区域的边缘,它距离我们约7600光年。

船底座星云,又称NGC 3372,是许多大质量太阳和多变星云的家园。

它是夜空之中最大的弥散星云之一,比著名的猎户座大星云大四倍以上。

此星云内最活跃的太阳海山二,曾是1830年代天空最璀璨的太阳之一,不过此后已大幅度变暗。

除了海山二可能即将发生超新星爆炸之外,X射线波段影像亦显示大部分的船底座星云,都曾经是超新星工厂。

斯蒂芬五重宇宙岛史蒂芬五重宇宙岛位于天马座,是目前最为人熟知的致密四合宇宙岛群,距离地球2.9亿光年。

韦伯空间望远镜提供的图像拥有1.5亿像素并提供了该致密宇宙岛群的丰富详情。

南环星云这是关于太阳演化的照片。

南环状星云NGC3132是位于船帆座的一个行星状星云,由中心的太阳死亡后向外喷发的物质形成,距离我们约2000光年。

WASP-96bWASP-96b是距离地球大约1150光年的一颗气态巨行星,质量大约为木星的一半,公转周期只有3.4天,于2014年被发现。

韦布观察到它的部分分子光谱,有的有散射现象,这意味着可能行星上有霾的现象。

韦伯宇宙望远镜的近红外相机使这些遥远的宇宙岛清晰地聚焦在一起——它们具有以前从未见过的微小而模糊的结构,包括星团和漫射特征。

随着韦伯寻找宇宙中最早的宇宙岛,研究人员很快就会开始更多的了解宇宙岛的质量、年龄、古代和组成成分。

耗资100亿美元的韦伯宇宙望远镜被认为是哈勃宇宙望远镜的继任者,其升空之旅已经被推迟了好几年,甚至被戏称为鸽王。

在经历十四年的不断延迟后,韦伯宇宙望远镜于去年12月发射升空,今年6月正式开始工作。

这次发布的照片只是韦伯宇宙望远镜拍摄的众多照片中的一部分 。

根据美国宇航局副局长帕姆·梅尔罗伊的说法,其科学任务预计将持续10年,但韦伯有足够的燃料能够运行20年。

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