1350亿光年远!科学家发现了历史上最远的星系!怎么证明?
就在这个发现一周后,天文学家又有了一个重要发现。天文学家在银河系中发现了一颗比太阳还要古老的行星——哈伯德太空望远镜,并将其命名为大宇。历史上最远的恒星出现后,人类发现了历史上最远的星系!银河系离我们太远了,它的真实身份还是个谜。
为了找到这些遥远的星系,一个国际天文学家小组使用了四个强大的望远镜:夏威夷的昴宿星望远镜和英国的英国红外望远镜,智利的Vista望远镜和大气中的斯皮策太空望远镜。其中,斯皮策空间天文台有两台大型天文仪器:一台用于研究银河系中气体分子的构成;另一个用于探测宇宙边缘区域的恒星形成过程。它们是目前世界上最大的光学望远镜。通过这四个尖锐的仪器和1200小时的观测时间,他们在最早的宇宙中发现了一些不寻常的光。
他们的努力得到了回报,在宇宙最远的地方发现了几个遥远的星系,这是我们历史上最遥远的时期。这些星系有些是太阳系外的行星或小行星群;其他的可能属于银河系中的恒星系统或类星体系统。现在就来看看吧!他们将最远的星系命名为HD1,打破了人类已知最远星系的记录。
据观测,该星系距离地球135光年!如果把银河系看成一个巨大的球体,那么这个星系就是一个围绕太阳旋转的恒星系统。然而,天文学家发现,这个星系并不是以这种方式运行的,而是一直朝着太阳运动。换句话说,它只存在于大爆炸之后3.3亿年!要知道,那时候宇宙处于黑暗时代,是通过再电离一点一点形成的。可以说这个星系是宇宙中最古老的星系。
正如日本东京大学的天文学家、这项研究的参与者Yuichi Parikane所说,在70多万个天体中找到它是一项艰巨的任务。但是,如果你有足够的时间和精力去观察这些天体,是可以找到的。因为我们知道任何恒星都会向外发光。那么天文学家如何确定它的距离呢?
物理学中有一个著名的效应叫做多普勒效应。当两个相距很远的波相遇时,它们之间的相位差会随着时间而变化。这种现象被称为多普勒效应。这种效应在物理研究和日常生活中起着非常重要的作用。什么是多普勒效应?指波源的频率。生活中,最常见的例子就是汽车的声音越来越近,而当你远离时,声音越来越深。
在电磁波中,也有多普勒效应。它在频移和相位旋转特性上类似于电磁波。在空间运动中,由于地球引力等因素的影响,物体本身的位置发生变化。这种情况被称为多普勒效应。当天体离我们很远时,它发出的光往往会向红带附近波长更长的地方偏移,这就是所谓的红移。
我们知道宇宙正在膨胀。除了恒星,宇宙中还有许多非常遥远的行星。他们可能住得离我们很近,也可能根本不存在。然而,这并不是一件坏事。因为宇宙就是这样膨胀的。随着空间的膨胀,这些遥远的星系也随着空间膨胀,离我们很远。在天文学中,这被称为回归。天体离得越远,后退越快。因此,通过测量一个天体的红移,天文学家就可以知道它有多远。
哈里肯说:“HD1的红移值与1350亿光年外星系的预期特征惊人地一致。发现的时候,我浑身起鸡皮疙瘩!”
除了红移值,它在紫外波段看起来很亮,说明它是一个能量爆发星系。天文学家对这种能量的来源仍然感到困惑,因为星系离我们太远了。目前,它很可能是一个大型黑洞,或者更准确地说是一个中型黑洞;它甚至可以被认为是一个超辐射星系。那么,它有辐射吗?它可能是一个星爆星系,大质量恒星快速形成并发出强大的电磁辐射,也可能是一个类星体,其核心是一个超大质量黑洞,疯狂吞噬同样强大的能量爆发。
哈佛大学和美国史密森尼天体物理中心的天体物理学家法比奥·帕库奇(Fabio Pacucci)将其比作海洋尽头的一艘船。我们可以看到一面旗帜,大致辨认出它的颜色和形状,但由于大风和大雾,我们无法知道它来自哪个国家。
天文学家可以在两种猜测中找到无法解释的矛盾。
如果HD1是星暴星系,估计它释放的能量会产生一个惊人的结果:每年可以产生超过100颗新星!但是,如果是中等质量的恒星(质量相当于太阳重量的3/4),一年能产生这么多恒星吗?换句话说,这个星系中的每一颗恒星都可能成为新的恒星。这似乎有点说不过去,因为和之前的理论相比,比预想的多了10倍!
要解决这个矛盾只有一种可能,那就是这些恒星本身非常特殊,属于宇宙中最早的第一代恒星,也就是所谓的星族III。
帕库奇说,“宇宙中最早的恒星比今天的恒星更大、更亮、更热。如果我们假设HD1形成了所有这些最早的恒星,也就是星组III,那么它的特征就更容易解释了。事实上,星III族恒星形成的紫外光比普通恒星多,这也解释了为什么HD1中的紫外光异常强烈。」
此外,类星体可能是一个答案。因为类星体的辐射能力很强。这些辐射不仅能照亮恒星本身,还能让它周围的行星和卫星发光。因此,类星体是最有效和最有希望成为未来能源基地之一的天体。类星体是类星体射电源的简称,它是活动星系核的核心,能发出令人难以置信的能量。原因是星系中心的超大质量黑洞疯狂吞噬它,同时产生的热量足以穿越宇宙数百亿光年,供人类观测。
在第二种情况下,天文学家会更加困惑。根据他们的计算,如果HD1确实是一个类星体,那么它的超大质量黑洞至少需要是太阳质量的65438+10亿倍。这就是为什么银河系中心会有这么一个怪物!黑洞看起来像什么?科学家很难准确定义它。一般认为黑洞是由物质构成的球形天体。但是大爆炸刚刚过去3.3亿年,恒星还没有形成,怎么会有这么大的黑洞呢?
同样,这也不是第一个挑战天文学家理论的超大质量黑洞。我们知道,宇宙中有无数大小不同、形状各异的天体。它们之间存在着复杂而微妙的相互作用和影响,形成了一个庞大的星系群。最大的可能是超大质量黑洞!比如TON618TON618是人类已知质量最大的超大质量黑洞,质量是太阳的660亿倍。
天文学家也在完善关于超大质量黑洞形成的各种理论,寻找新的解释。例如,有人认为它们可能是在大爆炸开始时直接形成的,而不是在第一代恒星坍缩后形成的。然而,最近科学家发现他们的推测是站不住脚的:黑洞的最终命运取决于它与更大尺度天体的引力相互作用——即星系之间的引力和斥力。如果跳过这一步,我们可能会形成这样一个黑洞。
总之什么样的银河HD1还是个谜。虽然科学家们通过各种手段对其进行了探测和分析,但并没有找到任何解开这个谜团的线索。但是,随着人类对宇宙的不断探索,这一神秘现象将被逐渐揭开。研究人员希望即将投入使用的詹姆斯·韦伯太空望远镜能够对其进行观测,并以其强大的观测能力解决这一问题或发现更遥远的星系。
这可能就是早期宇宙的大谜团。