2月18日,發表在《自然》雜誌上的一項新研究利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)的觀測結果顛覆了我們對星系形成和暗物質的理解。 研究人員發現了乙個115億光年的歷史(紅移值3)。2)超大質量星系,其中包含一組比銀河系更大的恆星,它們形成得更早,大約在130億光年前(紅移約為11)。
這一發現與目前的模型嚴重不一致,因為根據目前的理論,如此早期的宇宙中的暗物質還沒有聚集到足以形成如此大的星系。 這項由斯威本科技大學(Swinburne University of Technology)的卡爾·格拉茲布魯克(Karl Glazebrook)教授領導的研究稱,他的團隊花了七年時間追蹤這個星系,使用地球上最大的兩台望遠鏡試圖確定它的年齡,但都沒有成功。 最終,他們能夠借助JWST強大的觀測能力來證實這一驚人的發現。
根據IT House的說法,星系形成是現代天體物理學的基本理論之一,在早期宇宙中不會有大量的大質量星系。 然而,本研究發現的超大質量星系在宇宙大1-20億年後才出現,嚴重挑戰了現有的理論模型。
Glazebrook教授與來自世界各地的研究人員一起進行了這項研究,包括來自斯威本大學天體物理學和超級計算中心的Themiya Nanayakkara博士,Lalitwadee Kawinwanichakij博士,Colin Jacobs博士,Harry Chittenden博士,Glenn G Kacprzak副教授和Ivo Labbe副教授。
領導JWST資料光譜分析的Nanayakkara博士說:“這項研究突破了以前可能的界限,使我們能夠識別宇宙深處最古老和最大的恆星怪物。 這將迫使我們重新審視我們對星系形成和演化的理解。 現在的關鍵問題是,這些星系在早期宇宙中是如何如此迅速地形成的,是什麼神秘的機制導致它們突然停止形成恆星,而同時其他星系仍在積極地形成恆星。 ”
來自西澳大利亞大學國際射電天文學研究中心(ICRAR)的副教授克勞迪婭·拉格羅斯(Claudia Lagros)參與了該研究暗物質演化理論模型的開發,他指出:“星系的形成在很大程度上取決於暗物質的聚集方式。 在宇宙早期發現這種質量的星系對我們的標準宇宙學模型提出了重大挑戰。 這是因為我們認為還沒有足夠大的暗物質結構來容納如此大的星系。 我們需要更多的觀測來了解這些星系的普遍程度以及它們的實際質量。 ”
Glazebrook教授希望這一發現將為暗物質物理學開啟一扇新的視窗,他說:“JWST越來越多地發現早期宇宙中形成大質量星系的證據,這項研究為這種現象創造了新的記錄。 雖然它非常引人注目,但它也只是乙個單一的天體。 我們希望能找到更多這樣的星系,如果我們這樣做了,它將徹底改變我們對星系形成的理解。 ”