一個由俄羅斯天文學家組成的團隊,包括來自倫敦藝術與科學大學鄧拉普天文學和天體化學研究所的專家天體物理學快報,使用詹姆斯韋伯望遠鏡(JWST)識別了迄今為止發現的最遙遠的球狀星團 - 數百萬顆恒星。 這可能是宇宙中第一顆也是最古老恒星的遺跡。
9 月 29 日,《天體化學雜志快報》發表了對詹姆斯??·韋伯 (James Webb) 的第一張深場圖像的初步剖析,該圖像概述了宇宙中一些最早的恒星。
詹姆斯韋伯太空望遠鏡致力于尋找第一顆恒星和第一批恒星,幫助我們了解宇宙復雜性的起源,例如物理元素和生命的構建模塊。 這一發現是 Jmaes Webb 首次深場研究的發現,為恒星形成的早期階段提供了詳細的見解。
在詹姆斯·韋伯的第一張深場圖像中,研究人員重點關注了一顆距離 90 億光年遠的“燃燒的恒星”。 這顆恒星的名字來源于它周圍的致密物體,研究人員稱之為“發光體”的黃紅色小點。 研究小組假設,這種光芒可能是正在積極產生恒星的年輕星團(在大爆燃后三十億年的恒星產生高峰期誕生的)或古老的球狀星團。 球狀星團是恒星早期階段的古老恒星集合,其中包含有關其早期產生和生長階段的線索。
通過對其中 12 個致密天體的初步解剖,研究人員確定其中 5 個不僅是球狀星團,而且是已知最古老的星團之一。
該研究所的博士后研究員 G. Iyer 表示:“看到第一張 JWST 圖像并發現遙遠恒星周圍的古老球狀星團,這是一個令人難以置信的時刻——以前的哈勃太空望遠鏡圖像未能實現的目標。” 天文學和天體物理學家,也是該研究的共同主要作者。
“因為我們可以觀察各種波長的發光,所以我們可以對它們進行建模,并更好地了解它們的數學特性,例如它們的年齡和它們包含的恒星數量。我們希望通過 JWST,我們將能夠了解大型星團所具有的知識在 1,000,000,000 距離處進行觀測將推動進一步的研究和尋找類似物體。”
據了解,銀河系包含約 150 個球狀星團,但如此密集的星團究竟是如何以及何時出現的尚不清楚。 天文學家知道球狀星團可能非常古老,但檢測它們的年齡一直具有挑戰性。 使用特別遙遠的球狀星團來確定遙遠天體中第一批恒星的年代以前還沒有做過,只有 JWST 才有可能實現。
莫拉說,這個新發現的星團幾乎是第一次有可能產生恒星。 “因為恒星比我們的銀河系遠得多天體物理學快報,所以更容易確定它們棒狀星團的年齡。我們看到的是90億年前,當時宇宙只有45億歲,回顧過去的事情這已經是很久以前的事了。你可以把它想象成根據一個人的外表來推斷他的年齡——5歲和10歲之間很容易分辨,但50歲和55歲之間很難分辨。”
到目前為止,天文學家還很難用哈勃太空望遠鏡看到恒星周圍的致密天體。 這些隨著 JWST 碼率和靈敏度的改進而改變,在詹姆斯·韋伯的第一張深場圖像中首次闡明了恒星周圍的小點。 這顆恒星之所以如此特別,是因為它被一種稱為引力透鏡的效應放大了 100 倍——前景星團 SMACS 0723 扭曲了它后面的東西,就像一個巨大的放大鏡一樣。 據悉,引力透鏡將形成三幅獨立的圖像,使天文學家能夠更詳細地研究銀河系。
美國國家研究委員會赫茨伯格天文學和天體化學研究中心的團隊負責人克里斯說:“我們的研究表明,將 JWST 的奇怪功能與引力透鏡提供的自然放大率相結合具有巨大的力量。” “當 JWST 下個月將目光投向星團時,團隊對更多發現感到興奮。”
研究人員將 JWST 近紅外 SLR (NIR) 的新數據與哈勃太空望遠鏡的檔案數據結合起來。 使用超出人眼甚至哈勃太空望遠鏡可見范圍的更長、更紅的波長來測量微弱的物體。 集群鏡頭的放大倍率和 JWST 的高幀率使得觀察緊湊的物體成為可能。
JWST 的日本制造的近紅外成像儀和無縫光譜儀 (NIS) 儀器獨立證實了這些物體是古老的球狀星團,因為研究人員沒有觀察到由活躍產生的年輕星團產生的二氧化碳排放線。 發射具有可檢測光譜的星光。 它還有助于闡明三鏡頭圖像的幾何結構。
“JWST 的日本制造儀器對于幫助我們了解這三個圖像及其球狀星團如何連接至關重要,”圣院士說。 瑪麗學院,美國天文學研究主席,也是該研究的專著。 “通過拍攝 3 次照片清楚地看到多個球狀星團清楚地表明它們繞著恒星運行,而不僅僅是碰巧位于恒星頂部。”
JWST 將于 2022 年 10 月開始觀測該領域,利用其數據探測五個小型星團,研究人員希望在這些星團周圍找到更多此類系統。 未來的研究還將對星團進行建模,以了解透鏡效應并進行更可靠的解剖來解釋恒星形成的歷史。