韋伯望遠鏡再破紀錄，捕捉大霹靂後 2.8 億年的星系 MoM-z14

美國太空總署詹姆斯韋伯太空望遠鏡近期確認了一個存在於大霹靂後 2.8 億年的明亮星系，再次刷新可觀測宇宙的邊界紀錄。這個新確認的星系 MoM-z14 將為宇宙的歷史進程，以及早期宇宙與天文學家預期之間的差異提供引人入勝的線索。

▲ 美國太空總署的詹姆斯韋伯太空望遠鏡顯示了星系 MoM-z14 在遙遠的過去的樣子，當時距離宇宙大爆炸僅 2.8 億年。（Source：NASA）

我們目前知道暗能量正驅動宇宙膨脹，因此在觀測遙遠的宇宙空間時，討論物理距離和「過去」的時間變得非常棘手。來自麻省理工學院的天文學家團隊利用韋伯太空望遠鏡的近紅外光譜儀（NIRSpec）證實，新確認的星系MoM-z14的宇宙紅移為14.44，這意味著它的光線在宇宙空間中傳播了大約135億年，波長因而被拉伸並「移位」至更長、更紅的波段。順帶一提，目前估計宇宙存在的時間約為138億年。

據研究團隊稱，MoM-z14是早期宇宙中的異常明亮的星系之一。隨著科技日新月異，這些異常明亮的星系被確認的數量不斷增長，比韋伯望遠鏡發射前理論研究預測的數量還要多出100倍，顯示關於早期宇宙的理論與觀測之間存在相當大的差距。

韋伯望遠鏡對一些早期星系（包括MoM-z14）的觀測還發現，其中的恆星資料顯示有一小部分有高含量的氮。然而，MoM-z14形成於大霹靂後僅2.8億年，按照目前的恆星演化理論理應沒有足夠的時間讓這些恆星產生如此大量的氮。研究人員指出一種可能性是早期宇宙的環境過於稠密，因此產生許多超大質量恆星，它們產生的氮比本星系群中所觀測到的任何恆星都要多。

此外，MoM-z14星系周圍空間正出現清除濃厚氫霧的跡象。宇宙歷史上有一段被稱為「再電離」的時期，早期恆星產生的能量足以穿透早期宇宙稠密的氫氣，並開始在太空中傳播。MoM-z14星系為繪製再電離的時間線提供了另一個線索。

隨著韋伯望遠鏡不斷發現更多宇宙早期明亮星系，天文學家們熱切期盼未來即將發射的南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡，能夠憑藉其高解析度紅外線成像和超寬視場，發現更多早期星系，好讓我們弄清楚早期宇宙的真相。