天文学家在大爆炸之后寻找明星形成证据仅2.5亿年

一个国际天文学家团队利用ESO的超大望远镜(VLT)和阿塔卡马大毫米/亚毫米波阵列(ALMA)的观测来确定重力透镜星系MACS1149-JD1中的恒星形成始于大爆炸后的2.5亿年。“ 自然 ”杂志报道的这一发现也代表了宇宙中探测到的最远的氧气。

由英国伦敦大学学院和日本大阪产业大学的天文学家领导的团队在MACS1149-JD1中检测到电离氧发出的微弱光。

当这种红外光穿过太空时，宇宙的膨胀使其在到达地球时延伸到波长的10倍以上，并被ALMA探测到。

研究人员推断，信号是在133亿年前(或大爆炸后5亿年)发出的，使其成为任何望远镜探测到的最远的氧气。

氧气只会在恒星中产生，然后在恒星死亡时释放到星系中的气体云中。因此，MACS1149-JD1中氧的存在表明上一代恒星已经形成并在更早的时间死亡。

“我很高兴看到ALMA数据中远处氧气的信号。这种探测推动了可观测宇宙的边界，“大阪产业大学和日本国家天文台的天文学家Takuy​​a Hashimoto博士说。

伦敦大学学院的博士后研究员Nicolas Laporte博士补充说：“这是一个令人兴奋的发现，因为这个星系是在宇宙只有5亿年历史的时候看到的，但它已经拥有一群成熟的恒星。”

“因此，我们能够利用这个星系来探索一个早期的，完全未知的宇宙历史时期!”

除了ALMA吸收的氧气发光外，VLT还检测到较弱的氢气发射信号。

从该观察确定的到星系的距离与氧观测的距离一致。这使得MACS1149-JD1成为最遥远的星系，具有精确的距离测量。

科学家们还使用NASA / ESA哈勃太空望远镜和美国宇航局斯皮策太空望远镜拍摄的红外数据重建了MACS1149-JD1的早期历史。

观测到的星系亮度很好地解释了一个模型，其中恒星形成的开始对应于宇宙开始后仅2.5亿年的时间。

在MACS1149-JD1中看到的恒星的成熟提出了这样一个问题：第一个星系何时从完全黑暗中出现，一个天文学家称之为“宇宙黎明”的时代。

通过确定MACS1149-JD1的年龄，该团队有效地证明了早期星系的存在比我们目前可以直接检测它们的时间早。

伦敦大学学院的高级天文学家理查德埃利斯教授说：“确定宇宙黎明何时发生，就像宇宙学和星系形成的'圣杯'一样。

“通过MACS1149-JD1，我们成功地探索了历史，超越了我们何时能够利用现有设施实际探测到星系的极限。我们越来越乐观，越来越接近直接见证星光的诞生。由于我们都是由加工过的恒星材料制成，所以我们确实找到了自己的起源。“

“通过这一发现，我们成功地达到了宇宙恒星形成历史的最早阶段，”桥本博士说。

“我们渴望在宇宙的更远处发现氧气，并扩大人类知识的视野。”

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