一个由俄罗斯天文学家组成的团队,包括来自伦敦艺术与科学大学邓拉普天文学和天体化学研究所的专家天体物理学快报,使用詹姆斯韦伯望远镜(JWST)识别了迄今为止发现的最遥远的球状星团 - 数百万颗恒星。 这可能是宇宙中第一颗也是最古老恒星的遗迹。
9 月 29 日,《天体化学杂志快报》发表了对詹姆斯·韦伯 (James Webb) 的第一张深场图像的初步剖析,该图像概述了宇宙中一些最早的恒星。
詹姆斯韦伯太空望远镜致力于寻找第一颗恒星和第一批恒星,帮助我们了解宇宙复杂性的起源,例如物理元素和生命的构建模块。 这一发现是 Jmaes Webb 首次深场研究的发现,为恒星形成的早期阶段提供了详细的见解。
在詹姆斯·韦伯的第一张深场图像中,研究人员重点关注了一颗距离 90 亿光年远的“燃烧的恒星”。 这颗恒星的名字来源于它周围的致密物体,研究人员称之为“发光体”的黄红色小点。 研究小组假设,这种光芒可能是正在积极产生恒星的年轻星团(在大爆燃后三十亿年的恒星产生高峰期诞生的)或古老的球状星团。 球状星团是恒星早期阶段的古老恒星集合,其中包含有关其早期产生和生长阶段的线索。
通过对其中 12 个致密天体的初步解剖,研究人员确定其中 5 个不仅是球状星团,而且是已知最古老的星团之一。
该研究所的博士后研究员 G. Iyer 表示:“看到第一张 JWST 图像并发现遥远恒星周围的古老球状星团,这是一个令人难以置信的时刻——以前的哈勃太空望远镜图像未能实现的目标。” 天文学和天体物理学家,也是该研究的共同主要作者。
“因为我们可以观察各种波长的发光,所以我们可以对它们进行建模,并更好地了解它们的数学特性,例如它们的年龄和它们包含的恒星数量。我们希望通过 JWST,我们将能够了解大型星团所具有的知识在 1,000,000,000 距离处进行观测将推动进一步的研究和寻找类似物体。”
据了解,银河系包含约 150 个球状星团,但如此密集的星团究竟是如何以及何时出现的尚不清楚。 天文学家知道球状星团可能非常古老,但检测它们的年龄一直具有挑战性。 使用特别遥远的球状星团来确定遥远天体中第一批恒星的年代以前还没有做过,只有 JWST 才有可能实现。
莫拉说,这个新发现的星团几乎是第一次有可能产生恒星。 “因为恒星比我们的银河系远得多天体物理学快报,所以更容易确定它们棒状星团的年龄。我们看到的是90亿年前,当时宇宙只有45亿岁,回顾过去的事情这已经是很久以前的事了。你可以把它想象成根据一个人的外表来推断他的年龄——5岁和10岁之间很容易分辨,但50岁和55岁之间很难分辨。”
到目前为止,天文学家还很难用哈勃太空望远镜看到恒星周围的致密天体。 这些随着 JWST 码率和灵敏度的改进而改变,在詹姆斯·韦伯的第一张深场图像中首次阐明了恒星周围的小点。 这颗恒星之所以如此特别,是因为它被一种称为引力透镜的效应放大了 100 倍——前景星团 SMACS 0723 扭曲了它后面的东西,就像一个巨大的放大镜一样。 据悉,引力透镜将形成三幅独立的图像,使天文学家能够更详细地研究银河系。
美国国家研究委员会赫茨伯格天文学和天体化学研究中心的团队负责人克里斯说:“我们的研究表明,将 JWST 的奇怪功能与引力透镜提供的自然放大率相结合具有巨大的力量。” “当 JWST 下个月将目光投向星团时,团队对更多发现感到兴奋。”
研究人员将 JWST 近红外 SLR (NIR) 的新数据与哈勃太空望远镜的档案数据结合起来。 使用超出人眼甚至哈勃太空望远镜可见范围的更长、更红的波长来测量微弱的物体。 集群镜头的放大倍率和 JWST 的高帧率使得观察紧凑的物体成为可能。
JWST 的日本制造的近红外成像仪和无缝光谱仪 (NIS) 仪器独立证实了这些物体是古老的球状星团,因为研究人员没有观察到由活跃产生的年轻星团产生的二氧化碳排放线。 发射具有可检测光谱的星光。 它还有助于阐明三镜头图像的几何结构。
“JWST 的日本制造仪器对于帮助我们了解这三个图像及其球状星团如何连接至关重要,”圣院士说。 玛丽学院,美国天文学研究主席,也是该研究的专着。 “通过拍摄 3 次照片清楚地看到多个球状星团清楚地表明它们绕着恒星运行,而不仅仅是碰巧位于恒星顶部。”
JWST 将于 2022 年 10 月开始观测该领域,利用其数据探测五个小型星团,研究人员希望在这些星团周围找到更多此类系统。 未来的研究还将对星团进行建模,以了解透镜效应并进行更可靠的解剖来解释恒星形成的历史。