韦伯望远镜探测到宇宙最遥远的有机分子

一个国际天文学家团队使用宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜在迄今为止最遥远的星系中探测到了复杂的有机分子 。

这些在地球上常见于烟雾、烟灰和烟雾中的分子的发现证明了韦伯的力量有助于理解与新恒星诞生密切相关的复杂化学反应，即使在宇宙形成的最早时期也是如此。历史。至少对于星系而言，新发现使人们对“有烟就有火”这句古老的格言产生了怀疑。

使用韦伯望远镜，德克萨斯 A&M 大学天文学家 Justin Spilker 和合作者在距离我们超过 120 亿光年的星系中发现了有机分子。由于距离极远，天文学家探测到的光在宇宙还不到 15 亿年的时候就开始了它的旅程——大约是现在年龄的 10%。该星系于 2013 年首次被国家科学基金会的南极望远镜发现，此后被许多天文台研究，包括射电望远镜 ALMA 和哈勃太空望远镜。

Spilker 指出，本周在《自然》 杂志上 报道的这一发现 是韦伯和命运共同作用的结果，在引力透镜现象的帮助下。最初由阿尔伯特爱因斯坦的相对论预测的透镜效应发生在两个星系从我们在地球上的角度来看几乎完全对齐的时候。来自背景星系的光被前景星系拉伸和放大成环状，称为爱因斯坦环。

“通过将韦伯的惊人能力与天然的‘宇宙放大镜’相结合，我们能够看到比其他方式更多的细节，”得克萨斯 A&M 物理与天文学系助理教授、乔治研究所成员 Spilker说 。 P. and Cynthia Woods Mitchell Institute for Fundamental Physics and Astronomy。“这种放大率实际上是让我们首先对用韦伯观察这个星系感兴趣的原因，因为它真的让我们看到了早期宇宙中构成星系的所有丰富细节，否则我们永远无法做到这一点。 ”

韦伯的数据发现了类似于烟雾的大有机分子的明显特征——地球上同样致癌的碳氢化合物排放的组成部分，是造成大气污染的主要原因。然而，斯皮尔克说，银河烟雾信号对它们的宇宙生态系统的影响要小得多。

“这些大分子实际上在太空中很常见，”Spilker 解释道。“天文学家过去认为它们是新恒星形成的好兆头。在任何你看到这些分子的地方，小星星也在那里燃烧。”

根据 Spilker 的说法，韦伯的新结果表明，这个想法在早期宇宙中可能并不完全正确。

“多亏了韦伯的高清图像，我们发现了很多有烟雾但没有恒星形成的区域，以及其他有新恒星形成但没有烟雾的区域，”Spilker 补充道。

领导团队韦伯观测技术开发的伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校研究生 Kedar Phadke指出，天文学家正在使用韦伯在广阔的太空中建立联系，这具有前所未有的潜力。

“像这样的发现正是韦伯的目的：以新的和令人兴奋的方式了解宇宙的最早阶段，”Phadke 说。“令人惊奇的是，我们能够识别出我们在地球上熟悉的数十亿光年之外的分子，即使它们以我们不喜欢的方式出现，比如烟雾。这也是对我们从未有过的 Webb 惊人功能的有力声明。”

该团队的领导层还包括宇航局戈达德太空飞行中心的天文学家 简·里格比、伊利诺伊大学教授 华金·维埃拉 和全球数十名天文学家。

这一发现是韦伯首次在早期宇宙中检测到复杂分子——斯皮尔克认为这是一个里程碑时刻，而不是结束。

“现在是韦伯望远镜的早期阶段，所以天文学家很高兴看到它能为我们做的所有新事情，”斯皮尔克说。“在宇宙历史的早期探测到星系中的烟雾?韦伯让这看起来很容易。既然我们已经首次证明这是可能的，我们期待着尝试了解有烟就有火的说法是否真的如此。也许我们甚至能够找到如此年轻的星系，以至于像这样的复杂分子还没有时间在太空真空中形成，所以星系全是火，没有烟。唯一可以确定的方法是观察更多的星系，希望比这个星系更远。”

可以在线查看该团队的论文“富含尘埃的星系中芳香烃排放的空间变化” 以及相关数据和致谢。

JWST 由太空望远镜科学研究所运营， 由大学天文学研究协会根据 NASA 合同 NAS 5-03127 管理 。南极 望远镜 得到 国家科学基金会、 能源部 和 南极计划的支持。