哈勃望遠鏡最新成果宇宙第一批恒星和星系的形成比預期還要早！

來自哈勃太空望遠鏡的新研究結(jié)果表明，早期宇宙中第一批恒星和星系的形成比之前預測的要早。天文學家著手研究第一代恒星III的證據(jù)，這些恒星最早可以追溯到宇宙只有5億年的時候。對第一批星系的探索，仍然是現(xiàn)代天文學中的一個重大挑戰(zhàn)。我們不知道宇宙中第一批恒星和星系是何時形成的，也不知道它們是如何形成的。

這些問題可以用哈勃太空望遠鏡通過深度成像觀測來解決，哈勃望遠鏡可以讓天文學家看到宇宙大爆炸后5億年內(nèi)的情況。由歐洲航天局Rachana Bhatawdekar領導的一個研究小組開始研究早期宇宙中的第一代恒星III，它們是由宇宙大爆炸中出現(xiàn)的原始物質(zhì)“鍛造”而成。這些恒星III肯定完全是由氫、氦和鋰組成，在這些恒星的核心過程之前，存在的素可以產(chǎn)生更重元素，如氧、氮、碳和鐵。

Bhatawdekar和研究團隊通過使用哈勃太空望遠鏡研究星系團MACSJ0416及其平行場（由美國宇航局（NASA）斯皮策太空望遠鏡和歐洲南方天文臺地面超大型望遠鏡提供的輔助數(shù)據(jù)），探測了宇宙大爆炸后大約5億到10億年的早期宇宙，在這個宇宙時間間隔內(nèi)，沒有發(fā)現(xiàn)這些第一代恒星III的證據(jù)。這一結(jié)果是使用哈勃太空望遠鏡廣域3號相機和高級測量相機實現(xiàn)，這是哈勃前沿領域計劃的一部分。

該計劃（從2012年到2017年觀測了6個遙遠的星系團）對星系團及其后面的星系進行了有史以來最深入的觀測，這些星系因引力透鏡效應而被放大，從而揭示出比之前任何觀測到的星系都暗10到100倍。前景星系團的質(zhì)量足夠大，可以彎曲和放大來自它們后面更遠的光線。這使得哈勃可以使用這些宇宙放大鏡（引力透鏡）來研究超出其標稱操作能力的天體。研究團隊開發(fā)了一種新技術(shù)，可以從構(gòu)成這些引力透鏡的明亮前景星系中移除光線。

這使得天文學家能夠發(fā)現(xiàn)比以前用哈勃望遠鏡觀測到質(zhì)量更低的星系，距離相當于宇宙不到10億歲的時候。在宇宙時間的這一點上，缺乏奇異恒星群證據(jù)，以及許多低質(zhì)量星系的識別，支持了這些星系最有可能是宇宙再電離候選者的說法。早期宇宙中的這段再電離期，是中性星際介質(zhì)被第一批恒星和星系電離的時期。這些結(jié)果具有深遠的天體物理影響，因為它們表明星系的形成時間比預測的要早得多。

這也有力地支持了早期宇宙中的低質(zhì)量/微弱星系再電離的觀點。這些結(jié)果還表明，恒星和星系的最早形成時間比哈勃太空望遠鏡探測到的時間要早得多，這為即將到來的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡研究宇宙最早的星系，留下了一個令人興奮的進一步研究領域。

博科園｜研究/來自：歐空局/哈勃信息中心