我们刚刚看到了宇宙中第一个星系的诞生过程

科学家们刚刚确定了宇宙黎明动荡时期，宇宙中最早的一些星系的形成过程。

詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）对大约133亿到134亿年前的早期宇宙的观测 —— 就在大爆炸之后的几亿年 —— 揭示了三个新形成和成长的星系正在积极吞噬气体库的迹象。

“你可以说这些是我们所见过的第一个星系形成的‘直接’图像，”丹麦尼尔斯玻尔研究所的天体物理学家卡斯珀·埃尔姆·海因茨说，他领导了这项研究。

“詹姆斯·韦伯太空望远镜之前向我们展示了早期星系在演化的后期阶段，而在这里，我们见证了它们的诞生，从而见证了宇宙中第一个恒星系统的构建。”

宇宙大爆炸后的第一个十亿年被称为“宇宙黎明”，它被两件事笼罩着：神秘，以及弥漫在宇宙中的中性氢雾，这种雾阻止了光的自由传播。事实上，前者是后者自然而直接的结果，因为，光是我们用来理解宇宙的工具。

JWST的设计，在某种程度上，是为了试图穿透这种雾，因为它观察宇宙的红外波长比其他波长更容易穿透，传播更远。我们想知道的是万物是如何形成的 —— 从炽热的原始等离子体汤开始，第一批恒星和星系是如何聚集在一起的，在早期物体的光线下，雾被驱散了，宇宙如何朝着今天的方向迈出了一小步。

因此，海因茨和他的国际团队使用JWST强大的红外线眼来观察宇宙黎明，在那里他们探测到一个信号，可以追溯到三个星系。具体来说，信号是由周围的中性氢发出的，因为气体吸收并重新发射了星系的光。

研究人员发现，这些星系在宇宙大爆炸后大约4到6亿年存在，大爆炸发生在138亿年前。这使得这三个星系成为最早被发现的星系之一。

海因茨说：“这些星系就像在中性、不透明气体的海洋中闪闪发光的岛屿。”

此外，研究人员还能够区分星系周围的气藏和星系间的中性气体。这些储层被确定为相当大，覆盖了每个星系的相当大的比例，这表明它们正在积极地形成星系物质。有这么多气体的事实也表明，在观测的时候，星系还没有形成大部分的恒星。

尼尔斯·玻尔研究所的宇宙学家和天体物理学家达拉赫·沃森（Darach Watson）说：“在大爆炸后的几亿年里，在恒星和气体开始合并成星系之前，第一批恒星就形成了。这是我们在观察中看到的开始的过程。”

我们对宇宙黎明还有很多疑问。我们仅仅触及了表面，仍然隐藏着许多包裹在中性氢中的秘密，其中许多秘密还没有被发现。但海因茨和他的团队发现的三个星系是向前迈出的一步。既然我们知道星系在那里，我们就可以更近距离地观察它们，以更好地了解星系的形成过程。

“我们人类一直在问的一个最基本的问题是：‘我们从哪里来？’”尼尔斯玻尔研究所的天文学家加布里埃尔·布拉默说。

“在这里，我们通过揭示宇宙中一些第一个结构被创造的那一刻，拼凑出更多的答案。这是一个我们将进一步调查的过程，直到我们有希望将更多的谜团拼凑在一起。”

这项研究发表在《科学》杂志上。

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