韋伯望遠鏡發現宇宙早期前巨大星系團
文：莫心海
這張韋伯太空望遠鏡圖像中突出顯示的七個星系已被證實位於天文學家稱之為紅移 7.9 的距離，對應宇宙大爆炸后 6.5 億年。它們是尚未通過光譜確認的正在形成的星系團的最早一部分星系。圖片來源：NASA/ESA/CSA/T. Morishita (IPAC)。 圖像處理：A. Pagan (STScI)
韋伯太空望遠在紅移 7.9，即宇宙誕生僅 6.5 億年的距離，首次確認了一個由七個星系組成的原星系團。 根據收集到的數據，天文學家模擬了這個新生星團的未來發展，發現它的大小和質量很可能會增長到類似於現代宇宙中龐大的后髮座星團（coma Cluster）。
韋伯的近紅外光譜儀 (NIRSpec)精確測量結果對於確認星系的集體距離和它們在暗物質暈中移動的高速至關重要——超過每小時 200 萬英里（約每秒1000 公里）。
光譜數據使天文學家能夠對星系聚集群的未來發展進行建模和繪製地圖，一直到我們這個時代。 原星系團最終將類似於成長成像后髮座星系團一樣的龐然大物。后髮座星系團是已知最密集的星系團之一，擁有數千個星系。
「我們可以看到這些遙遠的星系就像不同河流中的小水滴，我們可以看到它們最終都會成為一條大河的一部分，」 研究團隊成員，義大利國家天體物理研究所的貝內德塔·沃爾卡尼（ Benedetta Vulcani）說。
探索像潘多拉星團和后髮座星團這樣的大星團最初是如何聚集在一起的一直很困難，因為宇宙的膨脹將光從可見波長拉長到紅外線，而在韋伯望遠鏡之前天文學家缺乏高解析度的紅外光譜儀數據。 韋伯的紅外儀器是專門為填補宇宙故事開始時的這些空白而開發的。
韋伯確認的七個星系最初是使用哈勃望遠鏡前沿場項目（Frontier Fields program）的數據建立的候選星系。 該計劃將哈勃時間用於使用引力透鏡進行觀察，以詳細觀察非常遙遠的星系。 然而，由於哈勃無法探測到比近紅外線波長更長的光，它只能看到這麼多細節。 韋伯開始了調查，重點關注哈勃望遠鏡探測到的星系，並在圖像之外收集詳細的光譜數據。
研究團隊預計，韋伯與 NASA 的南希格雷斯羅馬（Nancy Grace Roman Space Telescope）太空望遠鏡之間的未來合作（一項高解析度、廣域調查任務）將在早期星系團上產生更多結果。 憑藉哈勃望遠鏡 200 倍的單次紅外視野，羅馬望遠鏡將能夠識別出更多的原星系團候選者，韋伯望遠鏡可以對其進行跟進以使用其光譜儀器進行確認。 羅馬太空望遠鏡預計在2027 年 5 月之前發射升空。
參考資料：
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/webb-reveals-early-universe-prequel-to-huge-galaxy-cluster
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來源：正見新聞網