美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的一项令人惊讶的观测揭示了一个早期星系的遗迹，该星系在大爆炸后仅 3.3 亿年就穿透了早期宇宙的浓雾。最近观测到的来自这个名为 JADES-GS-z13-1 的遥远星系的紫外光，让研究人员感到震惊，打破了早期星系形成的先前的预期。
大爆炸后不久，正在发育的宇宙被中性氢形成的浓厚迷雾笼罩，阻挡了星系发出的光。然而，GS-z13-1 却打破了所有 odds，以一种称为莱曼阿尔法发射的光的波长穿透了这层障碍。这种由氢原子辐射的发射比预期要强大得多；天文学家们现在正试图弄清楚这个星系的辐射来自何处，以及这对早期宇宙的持续研究意味着什么。
詹姆斯·韦伯太空望远镜确定红移
JWST 的近红外相机（NIRc）和中红外仪器（MIRI）在识别该星系和估算其 红移方面发挥了重要作用，红移反映了其距离地球的远近，这取决于其光线在穿过不断膨胀的空间时被拉伸的程度。大多数星系都在不断远离我们，随着它们离得越来越远，它们发出的光会向电磁光谱“红色”端的更长波长移动。
正如《自然》杂志上一项研究中解释的那样，JWST 的成像将该星系的初始红移估计值定为 12.9，进一步分析得出了更确定的红移值 13.0；这一数值表明，该星系是在大爆炸后 3.3 亿年被观测到的。
重新思考再电离
然而，研究人员并没有期望看到与该星系一同被捕获的显著的莱曼阿尔法辐射。
弥漫在早期宇宙中的大部分中性氢雾在称为再电离时期的时期消散了。随着这个时期的展开，中性氢开始分离成电离气体（由于早期恒星的光），导致宇宙变得更加透明。莱曼阿尔法辐射的作用给研究人员带来了许多问题，似乎将再电离的初始阶段设定在大爆炸后 3.3 亿年。
“根据我们对宇宙演变的理解，我们实际上不应该找到这样的星系，”合著者、来自亚利桑那大学的 Kevin Hainline 在一份声明中说。“我们可以将早期宇宙想象成被一层厚厚的迷雾笼罩，这使得即使是强大的灯塔也很难穿透，但我们在这里看到了这个星系的光束穿透了面纱。”
星系光是如何形成的
研究人员不确定 GS-z13-1 辐射的确切来源，但他们提出了一些理论。一种可能性是，这些光可能来自宇宙中形成的第一代 恒星，它们比后来形成的恒星更热、更明亮。研究人员说，这些光也可能源于由第一批超大质量黑洞驱动的强大星系核。
研究团队已准备好通过对 GS-z13-1 的进一步观测来揭示答案，这可能有助于形成对早期宇宙以及再电离如何带来翻天覆地的变化的全新视角。
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NASA。宇宙红移
Nature。通过红移 13 的莱曼-α 发射见证再电离的开始
天体物理中心。准备研究再电离时期
