2月18日,发表在《自然》杂志上的一项新研究利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的观测结果颠覆了我们对星系形成和暗物质的理解。 研究人员发现了一个115亿光年的历史(红移值3)。2)超大质量星系,其中包含一组比银河系更大的恒星,它们形成得更早,大约在130亿光年前(红移约为11)。
这一发现与目前的模型严重不一致,因为根据目前的理论,如此早期的宇宙中的暗物质还没有聚集到足以形成如此大的星系。 这项由斯威本科技大学(Swinburne University of Technology)的卡尔·格拉兹布鲁克(Karl Glazebrook)教授领导的研究称,他的团队花了七年时间追踪这个星系,使用地球上最大的两台望远镜试图确定它的年龄,但都没有成功。 最终,他们能够借助JWST强大的观测能力来证实这一惊人的发现。
根据IT House的说法,星系形成是现代天体物理学的基本理论之一,在早期宇宙中不会有大量的大质量星系。 然而,本研究发现的超大质量星系在宇宙大1-20亿年后才出现,严重挑战了现有的理论模型。
Glazebrook教授与来自世界各地的研究人员一起进行了这项研究,包括来自斯威本大学天体物理学和超级计算中心的Themiya Nanayakkara博士,Lalitwadee Kawinwanichakij博士,Colin Jacobs博士,Harry Chittenden博士,Glenn G Kacprzak副教授和Ivo Labbe副教授。
领导JWST数据光谱分析的Nanayakkara博士说:“这项研究突破了以前可能的界限,使我们能够识别宇宙深处最古老和最大的恒星怪物。 这将迫使我们重新审视我们对星系形成和演化的理解。 现在的关键问题是,这些星系在早期宇宙中是如何如此迅速地形成的,是什么神秘的机制导致它们突然停止形成恒星,而同时其他星系仍在积极地形成恒星。 ”
来自西澳大利亚大学国际射电天文学研究中心(ICRAR)的副教授克劳迪娅·拉格罗斯(Claudia Lagros)参与了该研究暗物质演化理论模型的开发,他指出:“星系的形成在很大程度上取决于暗物质的聚集方式。 在宇宙早期发现这种质量的星系对我们的标准宇宙学模型提出了重大挑战。 这是因为我们认为还没有足够大的暗物质结构来容纳如此大的星系。 我们需要更多的观测来了解这些星系的普遍程度以及它们的实际质量。 ”
Glazebrook教授希望这一发现将为暗物质物理学打开一扇新的窗口,他说:“JWST越来越多地发现早期宇宙中形成大质量星系的证据,这项研究为这种现象创造了新的记录。 虽然它非常引人注目,但它也只是一个单一的天体。 我们希望能找到更多这样的星系,如果我们这样做了,它将彻底改变我们对星系形成的理解。 ”