韦布揭开了有史以来最遥远星系之一的秘密

两个研究团队利用韦布空间望远镜，研究了一场明亮的星系GN-z11，当我们138亿岁的宇宙只有4.3亿年的时候，它就存在了。

这个星系最初是由哈勃空间望远镜发现的，这是迄今为止观察到的最年轻，最遥远的星系之一，它是如此的明亮，以至于科学家们很难理解其中的原因。不过随着韦布空间望远镜的观测，谜底揭开了。

迄今为止发现的最遥远的黑洞

该星系中心有一个超大质量黑洞，正在快速吞噬物质。这是迄今为止发现的最远的超大质量黑洞。

一个用韦布望远镜研究GN-z11的团队首次发现了明确的证据，证明该星系中心有一个超大质量黑洞，正在快速吞噬物质。他们的发现使其成为迄今为止发现的最远的超大质量黑洞。

这张来自韦布空间望远镜的近红外相机（NIRCam）图像，显示了GOODS-North 星系场的一部分，右下角突出显示了GN-z11 星系，该星系是大爆炸后仅4.3亿年出现的。

Credit:NASA, ESA, CSA, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Marcia Rieke (University of Arizona), Daniel Eisenstein (CfA)

利用韦布望远镜，研究小组还发现了电离化学元素的迹象，这些元素通常在超大质量黑洞附近被观察到。

此外，他们还发现了一股非常强大的风被该星系排出。这种高速风通常是由与剧烈吸积的超大质量黑洞相关的过程驱动的。

这张图像还显示了一个扩展的组成部分，跟踪GN-z11宿主星系，以及一个中心致密源，其颜色与黑洞周围吸积盘的颜色一致。

总之，这些证据表明，GN-z11拥有一个200万太阳质量的超大质量黑洞，处于消耗物质的非常活跃的阶段，这就是它如此明亮的原因。

GN-z11光晕中的原始气体团吸引了研究人员

第二个研究团队使用韦布的 NIRSpec（近红外光谱仪）在 GN-z11 周围的光晕中发现了氦气团。

这张由两部分组成的图显示了 GN-z11 星系周围光晕中存在氦气团的证据。
Credit:NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

除了氦气之外，这个气体团中没有看到其他任何东西，表明这里一定是相当原始的，根据理论和模拟，在这些时期的特别大的星系附近，应该有一些原始气体存在于光晕中，这些气体可能会坍塌并形成第三族星团（Population III star clusters）。寻找前所未见的第三星族恒星，几乎完全由氢和氦形成的第一代恒星，是现代天体物理学最重要的目标之一。这些恒星预计质量非常大、非常明亮并且非常热，几乎没有金属的恒星。

在未来的韦布观测中，研究团队将更深入地探索GN-z11，他们希望加强可能在其光晕中形成的第三星族恒星的证据。

详见：

https://science.nasa.gov/missions/webb/webb-unlocks-secrets-of-one-of-the-most-distant-galaxies-ever-seen