韋伯太空望遠鏡發現罕見星系 氣體亮度超越恆星 或成為星系演化關鍵

天文學家利用韋伯太空望遠鏡在宇宙早期發現一個罕見星系，其氣體亮度超越恆星，可能成為星系演化的關鍵環節。

韋伯太空望遠鏡發現罕見星系

據外媒報導，天文學家透過韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope, JWST）觀測到距大爆炸後約10億年形成的罕見星系，名為GS-NDG-9422（簡稱9422）。該星系內擁有異常巨大的恆星，其溫度幾乎是現代宇宙中常見恆星的兩倍。

氣體亮度超越恆星

這些異常的恆星以大量光子轟擊周圍氣體，致使氣體亮度超越了包圍它們的恆星。研究團隊指出，這類特徵可能出現在包含宇宙最早期恆星的星系中。

研究的主要作者、牛津大學天文學家卡麥隆（Alex Cameron）表示：「當我第一次看到這個星系的光譜時，我的反應是：『這真是奇怪。』這正是韋伯太空望遠鏡設計的目的——揭示宇宙早期的全新現象，幫助我們理解宇宙的起源。」

宇宙學家推測恆星集團行程可能在大爆炸後數億年內逐步展開

天文學家尚不確定最早的恆星集團何時開始形成我們今日所見的星系，然而，宇宙學家推測這一過程可能在大爆炸後數億年內逐步展開。天文學家也不確定宇宙早期的恆星類型及其點燃時間，但基於大爆炸只生成氫和氦，最初的原始恆星（即第三星族恆星，Population III stars）應極為龐大、明亮且溫度極高。

示意圖。設計圖片

然而，這些原始恆星由於燃燒迅速，最終爆發為超新星（supernova），並將經由核融合產生的重元素散布到宇宙中，為行星及後來的恆星形成奠基。

為尋找這些早期恆星的證據，研究團隊利用韋伯太空望遠鏡指向宇宙深處，這使得他們能夠看到宇宙的早期時期，並成功發現了星系9422。該星系中的恆星溫度達到攝氏8萬度，幾乎是現代宇宙恆星溫度的兩倍。儘管如此，這些超高溫恆星可能不屬於最古老的恆星群，因為研究團隊發現了氫和氦以外的元素。

這張照片由韋伯太空望遠鏡（JWST）拍攝，呈現了星系 GS-NDG-9422，周圍環繞著大量的恆星和其他星系。 （NASA圖片）

或幫助理解原始恆星演化

牛津大學宇宙學家卡茲（Harley Katz）表示：「我們可以確定該星系內不含第三星族恆星，因為韋伯望遠鏡的數據顯示其化學組成過於複雜。然而，這些奇異的恆星或許是我們理解星系如何從原始恆星演化到我們今日所見類型的關鍵。」

過去科學家普遍認為土星的環大約有4億年的歷史，但最新研究指這些閃爍的冰環可能已經存在了45億年，與土星的年齡相當。

科學家此前估計土星的環形成於10億至4億年前

據《美聯社》報導，科學家之前根據美國國家航空暨太空總署（NASA）卡西尼號太空探測器超過十年的觀測數據估計，土星的環形成於10億至4億年前。卡西尼號在2017年結束任務前拍攝的影像顯示，土星的環沒有因小行星碰撞而變暗，這導致科學家認為土星的環是在土星形成後才形成的。

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日本研究團隊：小行星撞擊土星的環後會蒸發 挑戰土星的環較年輕說法

然而，由東京科學大學的天文學家兵頭龍樹（Ryuki Hyodo）領導的日本團隊透過電腦模擬發現，小行星撞擊土星的環後會蒸發，幾乎不會留下暗淡的殘餘物。產生的帶電粒子會被吸引到土星或散佈到太空中，使土星的環保持清潔，這一發現挑戰了土星的環較年輕的說法。

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土星的環可能在土星形成早期就已經存在

兵頭龍樹表示，土星的環可能介於兩個極端值之間，約為22.5億年。然而在太陽系形成的早期，環境更加混亂，大型行星會遷移和互動，這種情況更有利於土星的環形成。

他透過電子郵件表示：「考慮到太陽系的演化歷史，土星的環更可能在土星形成的早期就已經存在。」

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