據3月20日發表在《天文學與天體物理學》和《天體物理學雜誌》的最遥兩篇論文,兩個不同天文學家團隊借助阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列(ALMA),远星氧元在已知最遙遠的系中星係JADES-GS-z14-0中發現了氧元素。這一突破性發現將促使天文學家重新思考早期宇宙中星係形成的发现速度。
JADES-GS-z14-0於2024年由韋布空間望遠鏡發現,最遥是远星氧元迄今為止確認的最遙遠星係,距地約134億光年,系中這意味著人們看到的发现是其宇宙年齡僅為3億年(大爆炸後3億年)時的樣子。新發現的最遥氧氣表明,該星係的远星氧元化學成熟度遠超預期。
《天體物理學雜誌》論文作者表示,系中這就像是发现在隻能找到嬰兒的地方發現了一個青少年。研究表明,最遥該星係形成得非常迅速,远星氧元並且也在快速成熟,系中這進一步增加了星係形成速度遠超預期的證據。
星係通常在生命伊始就充滿了年輕的恒星,這些恒星主要由氫和氦等輕元素構成。隨著恒星的演化,它們會產生氧等重元素,這些元素在恒星死亡後被散布到其所在的星係中。研究人員曾認為,在宇宙3億歲時,它仍然太年輕,不可能有富含重元素的星係。然而這兩項新研究表明,JADES-GS-z14-0的重元素含量比預期高出約10倍。
《天文學與天體物理學》論文作者表示,這些意想不到的結果為天文學家打開了看待星係演化早期階段的新視角。證據表明,在宇宙嬰兒期,星係就已經成熟,這引發了關於星係何時以及如何形成的問題。
氧元素的發現還讓天文學家能夠更準確地測量JADES-GS-z14-0的距離。此次測量誤差僅為0.005%,這種精度類似於在1公裏的距離上準確到5厘米,有助於天文學家更深入地了解遙遠星係的特性。