韦布深空中出现300多个神秘亮点，科学家：无法理解的事件已发生

韦布发现神秘天体，向星系形成理论发起挑战。

韦布太空望远镜近红外相机和“宇宙演化早期科学巡天计划（ Cosmic Evolution Early Release Science）”所观测的一小部分天空区域。画面中充满了星系。部分星系已经在相当短的时间内变得极其庞大，以至于基于现有理论进行的模拟结果中根本没有它们。针对其中部分天体的研究结果显示，星系开始演化的时期可能要比人们之前认为的早。

NASA / ESA / CSA / S. Finkelstein (University of Texas)

科学家发现，我们对宇宙的了解越深入，宇宙好像就越神秘。尤其是在韦布对早期宇宙的观测中，有越来越多的不解之谜持续涌现，挑战着人类已有的认知。

近日，密苏里大学的天文学家在韦布太空望远镜拍摄的红外深空图中，发现了至少300个理论无法解释的神秘亮点。这300个亮点的亮度都异常偏高。若用现有理论强行解释，那么它们内部一定存在着形成时间远早于理论预期的恒星；而假如不是，那么那里一定发生了某种我们无法理解的事件。但无论怎样，它们都会影响我们对早期宇宙事件的认识。

探索宇宙间最年轻的天体所在面临的一大挑战，是天文学家无法用望远镜获取这些天体的足够多的数据，原因就是它们距离极端遥远，影像极端昏暗。现在通行的做法是，针对同一天体，进行多波段观测，然后将所有数据汇总在一起进行研究。

这一次，研究人员使用了一种被称为“剔除（dropout）”的技术，来研究这300多个神秘亮点。而这种技术同样依赖对同一目标进行多个波段的观测。

如果它们是高红移的星系，亦即极端遥远的星系，它们作为星系的光谱特征会转移到偏向红色的波段上，并在蓝色的波段上消失。这种现象可以通过观测“莱曼断裂（Lyman Break）”——一种因紫外线被中性氢吸收而产生的光谱特征——如何随着红移的增加而向红色波长端偏移加以确认。

这一技术的基本原理，是来自极端遥远天体的光需要跨越浩瀚的空间进行传播才能被我们观测到。理论上，极早期宇宙中的星系会产生大量的紫外线，也就是说它们都是巨大的产星区，而年轻的恒星在紫外波段上都显得尤其明亮；当然也有另外一种可能，即它们中心拥有极活跃的黑洞。但是无论如何，光线穿越宇宙时，波长会被持续膨胀的空间拉伸。当这些光到达地球后，它们的影像就会显得既昏暗又发红——因为原本波长较短的紫外线已经转化成了波长较长的红外线。对那些拥有“莱曼断裂”光谱特征的星系而言，光谱特征如果在蓝光波段上消失，并转移到红光波段上，就意味着它们距离我们相当遥远。

在理想状态下，人们可以通过将光线中不同波长的光进行分解，对红移特征出现的位置进行识别。而为了更加深入地研究，研究人员还可以进行所谓“光谱能量分布拟合（spectral energy distribution fitting）”，将天体释放的能量，与光的频率或波长进行对比，估算红移值。这种方法在测量遥远天体发出的红外线时特别有用，因为它有助于对恒星形成区，或年轻炽热恒星开始加热周围环境的区域进行识别。

通过这样的分析，研究人员能够确认这些天体的年龄，以及它们所含恒星的质量。

研究人员称，纵使只有少数这样的天体被证实存在，也足以迫使我们对现有的星系形成理论作出修改。如果它们确实是存在于早期宇宙中的产星星系，那么就会在很大程度上改变学界对宇宙演化史上最早恒星和最早星系的形成时间及形成方式的估计。

当前人们普遍认为，第一代星系是在宇宙大爆炸后2亿至6亿年间成形的，最初的星系结构在暗物质推动下融合。但这一过程发生的确切时间，以及其中的细节尚不清楚，因此只有一个不确定的时间范围。

如果此次研究人员在韦布照片中发现的这些早期天体确实存在于那个时期，或者是在更早的时候开始形成的，那么科学家就能够缩小2亿至6亿年这个星系形成起始时间的范围，并对最早星系中存在炽热产星区的证据进行确认。

研究人员称，在他们研究的这300个亮点中，至少有1个已通过光谱分析，被初步确认为是这样的极早期星系。

在超深空红外巡天影像中显得相当明亮的早期天体。影像结合了来自哈勃太空望远镜和韦布太空望远镜的多波段数据。韦布对早期宇宙遥远昏暗天体发出的红外光尤其敏感。

JWST

参考 Early Galaxies — or Something Else? Scientists Uncover Mysterious Objects in the Universe https://showme.missouri.edu/2025/early-galaxies-or-something-else-mizzou-scientists-uncover-mysterious-objects-in-the-universe