第一批恆星和星系的形成標誌著化學富集的開始,但對這類原始系統的直接觀測仍然難以捉摸。在此,我們展示了詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)的光譜觀測結果,針對 LAP1-B,一個位於紅移 z spec = 6.625 ± 0.001 的極暗淡星系,這對應於大爆炸後 8 億年的宇宙年齡。該星系受到引力透鏡效應的強烈放大。LAP1-B 展現出氣相氧豐度為太陽值的 (4.2 ± 1.8) × 10 −3 倍,使其成為迄今為止發現的化學成分最原始的恆星形成星系。該星系顯示出異常強硬的電離輻射場,這與化學成分富集的恆星種群或吸積黑洞不符,但與理論預測的異常金屬含量極低的恆星種群 1 相符。在其星際介質中,相對於其金屬量,該星系還顯示出異常高的碳氧豐度比,這與在沒有初始金屬的情況下形成的恆星種群的核合成產率 2, 3, 4 相符。可偵測到的恆星連續光譜的缺乏,將恆星質量限制在 3,300 M ⊙ 以下,而從發射線運動學推導出的動力學質量,則超過了恆星和氣體質量的總和,這表明存在一個主導的暗物質暈。我們的發現將 LAP1-B 定義為一個「正在形成的化石」,是本地宇宙中觀測到的古老極暗淡矮星系的直接高紅移前身,並為我們提供了窺探星系形成最早階段的難得窗口。
科學 90
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發現宇宙黎明時期最原始的星系
天文學家利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)觀測到一個名為 LAP1-B 的極暗淡星系,其形成於宇宙再電離時期,約為大爆炸後 8 億年。該星系展現出極低的氧豐度,僅為太陽值的 0.42%,使其成為迄今為止發現的化學成分最原始的恆星形成星系。其獨特的輻射場和碳氧比,與理論預測的早期金屬含量極低的恆星種群一致,為研究宇宙早期星系形成和化學演化提供了寶貴窗口。
值得注意發現極早期、化學成分原始的星系,直接關聯到宇宙第一代恆星的形成與演化,具有重大科學意義。
原文來源: Nature