颠覆99%宇宙学模型！韦伯望远镜首次发现133亿岁的“太古星系”

智东西

编译 | 崔馨戈

编辑 | 云鹏

智东西2月23日消息，英国《Nature》杂志于昨日发布了一篇有关宇宙星系的新论文，论文写道，美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）发现了六个巨大的星系，每个星系的大小与我们所在的银河系差不多。

按理说这些星系“本不应该存在”，因为它们在宇宙大爆炸后5亿至7亿年就形成了，但包含的恒星几乎与银河系一样多，甚至有的恒星质量是太阳质量的100亿倍，这样的星系本不应该在宇宙诞生后这么短的时间内就变得这么大。

因此，科学家们称这些星系为“宇宙规则的破坏者”，它们与现有99%的宇宙学模型相悖，如果它们是真实的，就意味着要么模型需要改变，要么我们对星系形成的科学理解全是错的。

一、早期星系却有规模巨大的恒星群，挑战现有理论

科学家们不知道第一批恒星团块何时开始合并到我们今天看到的星系中的，但他们此前估计，这一过程大概是在宇宙大爆炸后的最初几亿年内开始的。

目前公认的理论认为，在宇宙大爆炸后10亿到20亿年，早期的原星系进入了青春期，形成矮星系，然后开始相互吞噬，成长为我们今天看到的星系。

此次在用韦伯太空望远镜观测时，原本不起眼的背景图像中突然跳出了六个光斑，虽然模糊，但非常明亮，而且极其红。正是这种颜色吸引了天文学家的目光。

宇宙在不断膨胀，当物体越来越远时，它们的光波会被拉长到红色光谱中。颜色越红，物体就越远。这六个物体颜色如此红，说明它们足够远，据计算，它们形成于133亿年前，当时宇宙的年龄只有现在的3%。更重要的是，它们又很大，大到不像明亮的恒星或超新星那样是普通的点光源，而是大到像银河系的规模。这证明在宇宙历史的早期，星系质量的增长比预期的要快很多。

韦伯望远镜本次观测的是北斗七星附近的一片天空，这片天空哈勃太空望远镜也曾观测过，但没有发现巨型星系的存在。这可能是因为哈勃太空望远镜只适用于可见光谱中的天文观测，而韦伯望远镜能用红外观测，从这一点看，韦伯望远镜比哈勃强了大约100倍。

韦伯太空望远镜耗资100亿美元，于2021年12月被发射到了月球轨道以外的一个引力稳定位置：拉格朗日点。该太空观测站旨在通过其最微弱的光亮来探知星系起源的历史，这些光亮在时空结构的扩张中经过数十亿年的旅行，已经被拉伸到红外频率。

二、虽有证据说是星系，但不排除是黑洞

现在，所有的证据都指向这些天体是星系，但天文学家并没有排除其中一些是巨大的类星体或超大质量黑洞的可能性。

“这是我们迄今为止第一次观测到早期星系有这么大的恒星规模，我们要对所看到的保持开放的心态。”宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学助理教授乔尔·莱亚（Joel Leja）在一份声明中说。

但莱亚教授也补充说：“虽然数据表明它们可能是星系，但我认为这些物体中有些很有可能只是被遮蔽的超大质量黑洞。无论如何，此次发现意味着恒星的已知质量比我们以前想象的要大100倍。即使我们将样本减半，这仍然是一个惊人的变化。”

天文学家说，他们的下一步将是拍摄这些巨型星系的光谱图像，从而得出这些星系的准确距离，更好地了解这些与现有宇宙模型不符的星系本身。

结语：星际探索永无止境，人类的结论可能随时被推翻

人类对太空的向往与好奇已持续数千年。古人夜观天象，谱写神话；今人发射卫星，搭乘宇宙飞船。人类生活在宇宙中，不断被宇宙所吸引，试图通过研究自己的生存环境，来回答“我是谁，我从哪里来，要到哪里去”的终极问题。而伴随人类数量激增，地球资源面临枯竭，人们对宇宙的探索，又加了一层寻找新家园的意愿。

无论是为了验证科学真理，还是寻找另一所栖息地，人类始终对星际探索抱有热忱，并推动了天文学的成熟发展。但每当科学前进一步，以往科学家费尽千辛万苦得出的结论可能会被瞬间推翻。因此，每一位热爱宇宙的人类都要做好准备，既要对宇宙保持好奇，又要对新发现的一切保持开放的心态，大胆地迈向前人未至的太空新领域。

来源：Live Science、Time