韋伯望遠鏡發現早期宇宙奇特星系，解開恆星演化「失落環節」
NASA/ESA/CSA詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）的天文學家最近發現了一個擁有奇特光譜的早期星系，可能揭示了宇宙演化中的「失落環節」。這個星系，代號為JADES-GS+53.12175-27.79763（簡稱GS-NDG-9422），距離大爆炸約十億年，是科學家們從未見過的星系類型。更令人驚訝的是，該星系中的氣體亮度竟然超過了其恆星的光芒。
GS-NDG-9422的化學成分由韋伯望遠鏡的近紅外光譜儀（NIRSpec）捕捉到，顯示這些光線主要來自星系中的熱氣體，而不是恆星。這一發現讓來自牛津大學的天文學家亞歷克斯·卡梅倫博士驚訝不已：「當我第一次看到這個星系的光譜時，我的反應是，『這太奇怪了。』這正是韋伯望遠鏡設計的初衷，揭示早期宇宙中的全新現象，幫助我們理解宇宙的起源。」
研究團隊發現，計算機模型模擬的極端高溫、質量巨大的恆星所加熱的氣體雲，幾乎與韋伯望遠鏡的觀測結果完美吻合。這些恆星的溫度比當前宇宙中的典型熱恆星要高得多。現今宇宙中的熱恆星溫度通常在40,000到50,000攝氏度之間，而GS-NDG-9422中的恆星溫度甚至超過了80,000攝氏度。
這些恆星溫度比典型熱恆星要高得多
卡梅倫博士的同事、理論天體物理學家哈雷·卡茨博士推測，這個星系正處於一個短暫而強烈的恆星形成階段，大量巨大的熱恆星正在一片濃密的氣體雲中誕生。這些恆星釋放出的光子如此之多，以至於氣體雲的亮度遠超恆星本身。
儘管GS-NDG-9422展示了一些異常特徵，研究團隊確認該星系並非由宇宙第一代恆星（稱為III族恆星）組成，因為其化學組成過於複雜。然而，這些恆星與我們所熟知的完全不同，它們可能是了解星系如何從原初恆星過渡到現今熟悉星系的一個關鍵。
目前，GS-NDG-9422是這種星系演化階段的唯一例子，因此仍有許多未解之謎。例如，這種條件在當時期的星系中是普遍存在的，還是極為罕見的？它們能否幫助我們解開更早期的星系演化階段？
研究團隊正在積極尋找更多類似星系，以更好地理解大爆炸後首十億年內宇宙中的演化過程。卡梅倫博士表示：「能夠使用韋伯望遠鏡探索宇宙這段曾經不可觸及的時期，這是一個非常令人興奮的時刻。我們才剛剛開始進行新的發現和理解。」這項研究已發表在《皇家天文學會月刊》上。
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首圖來源：NASA cc By4.0
參考論文：
Nebular dominated galaxies: insights into the stellar initial mass function at high redshift