在一项新的研究中，一个国际天体物理学家团队发现了几个隐藏在詹姆斯·韦伯太空望远镜图像中的神秘物体：六个潜在的星系，它们在宇宙历史的早期出现，质量如此之大，在目前的宇宙学理论下不应该出现。每个候选星系都可能存在于宇宙大爆炸后大约5 - 7亿年的黎明，也就是130多亿年前。
▲发现了三个新的候选星系，它们看起来像模糊的红点，但是银河系的30倍。
它们也非常巨大，包含了几乎和现代银河系一样多的恒星。“这太疯狂了，”这项新研究的合著者、科罗拉多大学博尔德分校天体物理学助理教授埃里卡·尼尔森说。“你只是不希望早期的宇宙能够这么快地自我组织起来。这些星系不应该有时间形成。”尼尔森和她的同事，包括澳大利亚斯威本科技大学的第一作者Ivo Labbé，于2月22日在《自然》杂志上发表了他们的研究结果。
这些最新发现并不是詹姆斯·韦伯观测到的最早的星系。詹姆斯·韦伯于2021年12月发射升空，是有史以来被送入太空的最强大的望远镜。去年，另一组科学家发现了几个星系，它们可能是在大爆炸大约3.5亿年后由气体合并而成的。
然而，与新的星系相比，这些物体完全是小得可怜的，它们的恒星质量要小得多。研究人员还需要更多的数据来证实这些星系的大小和历史，就像它们出现的时候一样久远。然而，他们的初步观测结果让我们看到了詹姆斯·韦伯如何重写天文学教科书的诱人之处。她说:“另一种可能性是，这些东西是一种不同类型的奇怪物体，比如微弱的类星体，这将同样有趣。”
模糊点
周围充满了兴奋：2022 年，来自美国、澳大利亚、丹麦和西班牙的尼尔森和她的同事组成了一个特别小组，调查詹姆斯·韦伯发回地球的数据。
他们最近的发现源于望远镜的宇宙演化早期释放科学(CEERS) 调查。这些图像深入观察北斗七星附近的一片天空——哈勃太空望远镜在 1990 年代首次观测到的一个相对无聊的空间区域，至少乍一看是这样。
尼尔森正在凝视一张图片的邮票大小的部分，这时她发现了一些奇怪的东西：一些“模糊的点”看起来太亮了，不可能是真实的。
“它们又红又亮，”尼尔森说。“我们没想到会见到他们。”
她解释说，在天文学中，红光通常等于旧光。纳尔逊说，宇宙自有时间以来一直在膨胀。随着它的膨胀，星系和其他天体之间的距离越来越远，它们发出的光也会伸展开来——把它想象成宇宙中的咸水太妃糖。光线延伸得越远，在人类仪器看来它就越红。（相比之下，距离地球较近的物体发出的光看起来更蓝）。
团队计算发现，他们的老星系也非常庞大，拥有数百亿至数千亿颗太阳大小的恒星，与银河系相当。
然而，这些原始星系可能与我们自己的星系没有太多共同之处。
“银河系每年大约形成一到两颗新星，”尼尔森说。“在整个宇宙历史中，其中一些星系每年必须形成数百颗新恒星。”
Nelson 和她的同事们想利用 James Webb 收集更多关于这些神秘物体的信息，但他们已经看到了足够多的信息来激起他们的好奇心。首先，计算表明，当时不应该有足够的正常物质——构成行星和人体的物质——来如此迅速地形成如此多的恒星。
尼尔森说：“即使这些星系中有一个是真实存在的，它也会突破我们对宇宙学理解的极限。”
时光倒流
对于纳尔逊来说，这些新发现是她从小学开始的一段旅程的高潮。当她 10 岁时，她写了一份关于哈勃望远镜的报告，哈勃望远镜于 1990 年发射升空，至今仍在使用。纳尔逊被迷住了。
“光从星系传到我们这里需要时间，这意味着当你观察这些物体时，你正在回顾过去，”她说。“我发现这个概念如此令人兴奋，以至于我在那一刻决定这就是我想做的事。”
尼尔森说，詹姆斯韦伯的快速发现很像早期的哈勃望远镜。当时，许多科学家认为星系直到大爆炸后数十亿年才开始形成。但研究人员很快发现，早期宇宙比他们想象的要复杂和令人兴奋得多。
“尽管我们已经从哈勃望远镜中吸取了教训，但我们仍然没有想到詹姆斯韦伯会看到如此成熟的星系存在这么久，”尼尔森说。“我太激动了。”
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