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天文学家在宇宙中找到最古老,最遥远的星系 - 定义可观察到的宇宙的边界

2021-11-23 12:50:29来源:

(上部)箭头指向宇宙中最遥远的星系。(较低)在红外线观察到的碳排放线。当它离开星系时,信号在0.2微米的区域中是紫外光,但它被重新频繁并拉伸到约2.28微米的10倍。

一支天文学家团队使用了凯克我望远镜来衡量到古老的星系的距离。他们推导出目标星系GN-Z11不仅是最古老的星系,也是最遥远的。它遥远的是它定义了可观察到的宇宙本身的边界。该团队希望在宇宙只有几亿岁的时候,这项研究可以在宇宙学史上的一段时间里脱落。

我们都要求自己有时是大问题:“宇宙有多大?”或者“星系的方式以及何时以及何时表达?”天文学家非常认真地采取这些问题,并使用奇妙的工具来推动技术界限试图回答它们。东京大学天文学系的Nobunari Kashikawa教授由他对星系的好奇心推动。特别是,他寻求最遥远的一个,我们可以观察到,以便了解如何以及何时到来。

“从之前的研究中,Galaxy GN-Z11似乎是来自美国的最远可检测的星系,134亿光年,或134千公里(这是134人,其次是30零),”Kashikawa说。“但测量和验证这么距离并不是一项简单的任务。”

Kashikawa和他的团队测量了所谓的GN-Z11的红移;这是指光线伸出的方式,变为红线,越远。某些化学特化学签名,称为排放线,从远处物体中的光线印记不同的图案。通过测量如何伸展这些迹象是,天文学家可以推断光线必须走出多远,从而延伸到距目标星系的距离。

“我们专门地看着紫外线,因为它是我们预期的电磁谱的面积,我们预期找到了红移化学签名,”Kashikawa说。“哈勃太空望远镜在GN-Z11的频谱中多次检测到签名。然而,即使是哈布尔也不能解决紫外线发射线到所需的程度。因此,我们转向更新的基于地面的基础光谱仪,可以测量散发线的仪器,称为MOSFIRE,该仪器将安装在夏威夷的Keck I望远镜上。“

MOSFire详细捕获了GN-Z11的发射线,允许团队在其距离上进行更好的估计,而不是以前的数据。在使用这些尺度的距离时,使用我们熟悉的公里单位甚至是它们的倍数是不明智的;相反,天文学家使用称为由z表示的Redshift号码的值。Kashikawa及其团队将Galaxy Z值的准确性提高了100倍。如果随后的观察可以证实这一点,那么天文学家可以自信地说GN-Z11是宇宙中有史以来最远的星系。

参考:姜林华,柏川信长,王川,格里高利·沃思,何易斯,郑才,江内荣一,范小慧,伊东圭一,梁永明,梁丹妮和丹尼尔·斯塔克(Daniel P.Stark),2020年12月14日,自然天文学。DOI:
10.1038 / s41550-020-01275-y

资金:中国国家科学基金(11721303,11890693,11991052),中国国家重点研发计划(2016YFA0400702,2016YFA0400703)和中国科学院通过CAS South管理的中国智利联合研究基金(1503)美国天文中心,JSPS补助金(15H03645)。