韦布揭开了有史以来最遥远星系之一的秘密
两个研究团队利用韦布空间望远镜,研究了一场明亮的星系GN-z11,当我们138亿岁的宇宙只有4.3亿年的时候,它就存在了。
这个星系最初是由哈勃空间望远镜发现的,这是迄今为止观察到的最年轻,最遥远的星系之一,它是如此的明亮,以至于科学家们很难理解其中的原因。不过随着韦布空间望远镜的观测,谜底揭开了。
迄今为止发现的最遥远的黑洞
该星系中心有一个超大质量黑洞,正在快速吞噬物质。这是迄今为止发现的最远的超大质量黑洞。
一个用韦布望远镜研究GN-z11的团队首次发现了明确的证据,证明该星系中心有一个超大质量黑洞,正在快速吞噬物质。他们的发现使其成为迄今为止发现的最远的超大质量黑洞。
这张来自韦布空间望远镜的近红外相机(NIRCam)图像,显示了GOODS-North 星系场的一部分,右下角突出显示了GN-z11 星系,该星系是大爆炸后仅4.3亿年出现的。
Credit:NASA, ESA, CSA, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Marcia Rieke (University of Arizona), Daniel Eisenstein (CfA)
利用韦布望远镜,研究小组还发现了电离化学元素的迹象,这些元素通常在超大质量黑洞附近被观察到。
此外,他们还发现了一股非常强大的风被该星系排出。这种高速风通常是由与剧烈吸积的超大质量黑洞相关的过程驱动的。
这张图像还显示了一个扩展的组成部分,跟踪GN-z11宿主星系,以及一个中心致密源,其颜色与黑洞周围吸积盘的颜色一致。
总之,这些证据表明,GN-z11拥有一个200万太阳质量的超大质量黑洞,处于消耗物质的非常活跃的阶段,这就是它如此明亮的原因。
GN-z11光晕中的原始气体团吸引了研究人员
第二个研究团队使用韦布的 NIRSpec(近红外光谱仪)在 GN-z11 周围的光晕中发现了氦气团。
这张由两部分组成的图显示了 GN-z11 星系周围光晕中存在氦气团的证据。Credit:NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)
除了氦气之外,这个气体团中没有看到其他任何东西,表明这里一定是相当原始的,根据理论和模拟,在这些时期的特别大的星系附近,应该有一些原始气体存在于光晕中,这些气体可能会坍塌并形成第三族星团(Population III star clusters)。寻找前所未见的第三星族恒星,几乎完全由氢和氦形成的第一代恒星,是现代天体物理学最重要的目标之一。这些恒星预计质量非常大、非常明亮并且非常热,几乎没有金属的恒星。
在未来的韦布观测中,研究团队将更深入地探索GN-z11,他们希望加强可能在其光晕中形成的第三星族恒星的证据。
详见:
https://science.nasa.gov/missions/webb/webb-unlocks-secrets-of-one-of-the-most-distant-galaxies-ever-seen
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