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天文學(xué)家使用氧氣確認(rèn)最遙遠(yuǎn)星系GHZ2 / GLASS-z12的天文年齡

星系GHZ2 / GLASS-z12的圖像與相關(guān)的ALMA光譜。ALMA的學(xué)家系深度光譜觀測(cè)揭示了與星系附近電離氧相關(guān)的光譜發(fā)射線，由于自該線發(fā)射以來宇宙的使用膨脹，其觀測(cè)頻率已經(jīng)發(fā)生了變化。氧氣遠(yuǎn)星（NASA / ESA / CSA / T. Treu，最遙 UCLA / NAOJ / T. Bakx，天文名古屋大學(xué)）
（神秘的學(xué)家系地球uux.cn）據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)（作者：英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)）：由名古屋大學(xué)和日本國(guó)家天文臺(tái)的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究測(cè)量了一個(gè)非常遙遠(yuǎn)的星系的宇宙年齡。該團(tuán)隊(duì)使用ALMA射電望遠(yuǎn)鏡陣列來探測(cè)大約97%的使用宇宙年齡的無線電信號(hào)。這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的氧氣遠(yuǎn)星早期宇宙中存在星系。該研究發(fā)表在皇家天文學(xué)會(huì)的最遙月刊上。
這個(gè)名為GHZ2 / GLASS-z12的天文星系最初是在JWST GLASS調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的，這是學(xué)家系一項(xiàng)觀察遙遠(yuǎn)宇宙和大質(zhì)量星系團(tuán)后面的調(diào)查。這些觀察結(jié)果由使用不同寬帶濾色片的使用多個(gè)圖像組成，類似于相機(jī)中的氧氣遠(yuǎn)星單獨(dú)RGB顏色。對(duì)于遙遠(yuǎn)的最遙星系來說，光需要很長(zhǎng)時(shí)間才能到達(dá)我們，以至于宇宙的膨脹已經(jīng)將這種光的顏色轉(zhuǎn)移到可見光譜的紅色端，即所謂的紅移。因此，GHZ2 / GLASS-z12的紅色幫助研究人員將其確定為他們觀察到的遙遠(yuǎn)星系最令人信服的候選者之一。
在JWST觀測(cè)的最初幾周內(nèi)發(fā)現(xiàn)了如此多的明亮遙遠(yuǎn)星系，這挑戰(zhàn)了我們對(duì)最早星系形成的基本理解。然而，這些紅色只表示一個(gè)遙遠(yuǎn)的星系，而可能是一個(gè)非常富含塵埃的星系，偽裝成一個(gè)更遙遠(yuǎn)的物體。只有直接觀測(cè)光譜線 - 用于識(shí)別存在的元素的星系光譜中存在的線 - 才能可靠地確認(rèn)這些星系的真實(shí)距離。
在發(fā)現(xiàn)這些早期星系候選者后，名古屋大學(xué)和日本國(guó)家天文臺(tái)的兩名早期職業(yè)研究人員立即使用智利ALMA陣列的四十臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡尋找光譜線以確認(rèn)星系的真實(shí)年齡。
ALMA指向GHZ2 / GLASS-z12，以JWST觀測(cè)建議的預(yù)期頻率尋找與氧氣相關(guān)的發(fā)射線。由于其相對(duì)較短的形成時(shí)間尺度，氧氣是遙遠(yuǎn)星系中典型的豐富元素，因此研究小組選擇尋找氧氣發(fā)射線以增加探測(cè)的機(jī)會(huì)。
天文學(xué)家使用氧氣確認(rèn)最遙遠(yuǎn)星系GHZ2 / GLASS-z12的年齡

天文學(xué)家使用氧氣確認(rèn)最遙遠(yuǎn)星系GHZ2 / GLASS-z12的年齡

射電望遠(yuǎn)鏡陣列ALMA精確地確定了遙遠(yuǎn)的JWST識(shí)別星系GHZ2 / GLASS-z12的確切宇宙年齡，該星系位于大爆炸后3.67億年。ALMA的深度光譜觀測(cè)揭示了與星系附近電離氧相關(guān)的光譜發(fā)射線，由于自該線發(fā)射以來宇宙的膨脹，其觀測(cè)頻率已經(jīng)發(fā)生了變化。這一觀察證實(shí)了JWST能夠觀察記錄距離，并預(yù)示著我們理解宇宙中最早星系形成的能力的飛躍。（圖片來源：NASA / ESA / CSA / T. Treu， UCLA / NAOJ / T. Bakx，名古屋大學(xué)）
通過結(jié)合其12米望遠(yuǎn)鏡中的每一個(gè)的信號(hào)，ALMA能夠探測(cè)到靠近星系位置的發(fā)射線。觀測(cè)到的紅移表明我們看到的銀河系就在大爆炸后3.67億年。
“詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的第一張照片揭示了許多早期星系，我們覺得我們必須使用地球上最好的天文臺(tái)來測(cè)試其結(jié)果，”名古屋大學(xué)的主要作者Tom Bakx說。“作為一名觀測(cè)天文學(xué)家，這是一個(gè)非常激動(dòng)人心的時(shí)刻，我們可以跟蹤觀測(cè)狀態(tài)，實(shí)時(shí)測(cè)試JWST結(jié)果。
“我們最初擔(dān)心檢測(cè)到的氧發(fā)射線和韋伯看到的星系之間位置的微小變化，”作者湯姆巴克斯指出，“但我們對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)試，以確認(rèn)這確實(shí)是一個(gè)強(qiáng)大的檢測(cè)，很難通過任何其他解釋來解釋。
日本國(guó)家天文臺(tái)的共同主要作者豪爾赫·扎瓦拉（Jorge Zavala）補(bǔ)充說：“明線發(fā)射表明，這個(gè)星系迅速用比氫和氦重的元素豐富了其氣藏。這為我們提供了一些關(guān)于第一代恒星的形成和演化及其壽命的線索。我們看到的氧氣和恒星發(fā)射之間的小距離也可能表明，這些早期星系遭受了劇烈的爆炸，將氣體從星系中心吹到銀河系周圍的區(qū)域，甚至更遠(yuǎn)的地方。
“這些深A(yù)LMA觀測(cè)提供了大爆炸后頭幾億年內(nèi)星系存在的有力證據(jù)，并證實(shí)了韋伯觀測(cè)的驚人結(jié)果。JWST的工作才剛剛開始，但我們已經(jīng)在調(diào)整早期宇宙中星系如何形成的模型，以匹配這些觀測(cè)結(jié)果。韋伯和射電望遠(yuǎn)鏡陣列ALMA的結(jié)合能力使我們有信心將我們的宇宙視界推向宇宙的黎明。

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天文學(xué)家使用氧氣確認(rèn)最遙遠(yuǎn)星系GHZ2 / GLASS

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