智東西（公眾號(hào)：zhidxcom）
編譯 | 崔馨戈
編輯 | 云鵬

智東西2月23日消息，英國(guó)Nature雜志于昨日發(fā)布了一篇有關(guān)宇宙星系的新論文，論文寫(xiě)道，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）發(fā)現(xiàn)了六個(gè)巨大的星系，每個(gè)星系的大小與我們所在的銀河系差不多。

按理說(shuō)這些星系“本不應(yīng)該存在”，因?yàn)樗鼈冊(cè)谟钪娲蟊ê?億至7億年就形成了，但包含的恒星幾乎與銀河系一樣多，甚至有的恒星質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的100億倍，這樣的星系本不應(yīng)該在宇宙誕生后這么短的時(shí)間內(nèi)就變得這么大。

因此，科學(xué)家們稱這些星系為“宇宙規(guī)則的破壞者”，它們與現(xiàn)有99%的宇宙學(xué)模型相悖，如果它們是真實(shí)的，就意味著要么模型需要改變，要么我們對(duì)星系形成的科學(xué)理解全是錯(cuò)的。

韋布空間望遠(yuǎn)鏡耗資100億美元，是歐洲空間局、加拿大航天局和美國(guó)國(guó)家航空航天局的共用計(jì)劃，也是哈勃空間望遠(yuǎn)鏡和斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡的后繼計(jì)劃。它旨在提供比哈勃空間望遠(yuǎn)鏡更高的紅外分辨率和靈敏度。

一、早期星系卻有規(guī)模巨大的恒星群，挑戰(zhàn)現(xiàn)有理論

科學(xué)家們不知道第一批恒星團(tuán)塊何時(shí)開(kāi)始合并到我們今天看到的星系中的，但他們此前估計(jì)，這一過(guò)程大概是在宇宙大爆炸后的最初幾億年內(nèi)開(kāi)始的。

目前公認(rèn)的理論認(rèn)為，在宇宙大爆炸后10億到20億年，早期的原星系進(jìn)入了青春期，形成矮星系，然后開(kāi)始相互吞噬，成長(zhǎng)為我們今天看到的星系。

此次在用韋布太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)時(shí)，原本不起眼的背景圖像中突然跳出了六個(gè)光斑，雖然模糊，但非常明亮，而且極其紅。正是這種顏色吸引了天文學(xué)家的目光。

宇宙在不斷膨脹，當(dāng)物體越來(lái)越遠(yuǎn)時(shí)，它們的光波會(huì)被拉長(zhǎng)到紅色光譜中。顏色越紅，物體就越遠(yuǎn)。這六個(gè)物體顏色如此紅，說(shuō)明它們足夠遠(yuǎn)，據(jù)計(jì)算，它們形成于133億年前，當(dāng)時(shí)宇宙的年齡只有現(xiàn)在的3%。更重要的是，它們又很大，大到不像明亮的恒星或超新星那樣是普通的點(diǎn)光源，而是大到像銀河系的規(guī)模。這證明在宇宙歷史的早期，星系質(zhì)量的增長(zhǎng)比預(yù)期的要快很多。

韋布空間望遠(yuǎn)鏡是歐洲空間局、加拿大航天局和美國(guó)國(guó)家航空航天局的共用計(jì)劃，也是哈勃空間望遠(yuǎn)鏡和斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡的后繼計(jì)劃。它旨在提供比哈勃空間望遠(yuǎn)鏡更高的紅外分辨率和靈敏度，可探測(cè)到哈勃望遠(yuǎn)鏡探測(cè)不到的，光亮更微弱的物體。

韋布太空望遠(yuǎn)鏡耗資100億美元，于2021年12月被發(fā)射到了月球軌道以外的一個(gè)引力穩(wěn)定位置：拉格朗日點(diǎn)。該太空觀測(cè)站旨在通過(guò)其最微弱的光亮來(lái)探知星系起源的歷史，這些光亮在時(shí)空結(jié)構(gòu)的擴(kuò)張中經(jīng)過(guò)數(shù)十億年的旅行，已經(jīng)被拉伸到紅外頻率。

韋布望遠(yuǎn)鏡本次觀測(cè)的是北斗七星附近的一片天空，這片天空哈勃太空望遠(yuǎn)鏡也曾觀測(cè)過(guò)，但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)巨型星系的存在。這可能是因?yàn)楣胀h(yuǎn)鏡只適用于可見(jiàn)光譜中的天文觀測(cè)，而韋布望遠(yuǎn)鏡能用紅外觀測(cè)，從這一點(diǎn)看，韋布望遠(yuǎn)鏡比哈勃強(qiáng)了大約100倍。

二、雖有證據(jù)說(shuō)是星系，但不排除是黑洞

現(xiàn)在，所有的證據(jù)都指向這些天體是星系，但天文學(xué)家并沒(méi)有排除其中一些是巨大的類星體或超大質(zhì)量黑洞的可能性。

“這是我們迄今為止第一次觀測(cè)到早期星系有這么大的恒星規(guī)模，我們要對(duì)所看到的保持開(kāi)放的心態(tài)?！辟e夕法尼亞州立大學(xué)天文學(xué)和天體物理學(xué)助理教授喬爾·萊亞（Joel Leja）在一份聲明中說(shuō)。

但萊亞教授也補(bǔ)充說(shuō)：“雖然數(shù)據(jù)表明它們可能是星系，但我認(rèn)為這些物體中有些很有可能只是被遮蔽的超大質(zhì)量黑洞。無(wú)論如何，此次發(fā)現(xiàn)意味著恒星的已知質(zhì)量比我們以前想象的要大100倍。即使我們將樣本減半，這仍然是一個(gè)驚人的變化?！?/p>

天文學(xué)家說(shuō)，他們的下一步將是拍攝這些巨型星系的光譜圖像，從而得出這些星系的準(zhǔn)確距離，更好地了解這些與現(xiàn)有宇宙模型不符的星系本身。

結(jié)語(yǔ)：星際探索永無(wú)止境，人類的結(jié)論可能隨時(shí)被推翻

人類對(duì)太空的向往與好奇已持續(xù)數(shù)千年。古人夜觀天象，譜寫(xiě)神話；今人發(fā)射衛(wèi)星，搭乘宇宙飛船。人類生活在宇宙中，不斷被宇宙所吸引，試圖通過(guò)研究自己的生存環(huán)境，來(lái)回答“我是誰(shuí)，我從哪里來(lái)，要到哪里去”的終極問(wèn)題。而伴隨人類數(shù)量激增，地球資源面臨枯竭，人們對(duì)宇宙的探索，又加了一層尋找新家園的意愿。

無(wú)論是為了驗(yàn)證科學(xué)真理，還是尋找另一所棲息地，人類始終對(duì)星際探索抱有熱忱，并推動(dòng)了天文學(xué)的成熟發(fā)展。但每當(dāng)科學(xué)前進(jìn)一步，以往科學(xué)家費(fèi)盡千辛萬(wàn)苦得出的結(jié)論可能會(huì)被瞬間推翻。因此，每一位熱愛(ài)宇宙的人類都要做好準(zhǔn)備，既要對(duì)宇宙保持好奇，又要對(duì)新發(fā)現(xiàn)的一切保持開(kāi)放的心態(tài)，大膽地邁向前人未至的太空新領(lǐng)域。

來(lái)源：Nature、Live Science、Time