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深场观测拓展宇宙的边界

发布时间: 2023-02-17 10:05:39   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:        字号:[ 常规 ]

编译:高原兴、谢懿    

单位:南京大学天文与空间科学学院

天文学家在两小片天区中投入了大量的观测资源,来寻找最遥远、最暗弱的星系。

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[图片说明]:“大型天文台起源深度巡天”项目发现,GN-z11(插图框内)是迄今已知最遥远的星系。版权:NASA/ESA/P. Oesch。

早期的宇宙是如何膨胀和演化的?形状和大小各异的星系是如何产生的?它们一直都是现在所见的样子吗?观测极为遥远的星系可以给出有关的答案。由于光速有限,观测遥远的天体,就相当于回溯过去。不幸的是,遥远的星系都极其暗弱。

“大型天文台起源深度巡天”项目为此应运而生。它针对北天小熊座和南天天炉座中的两小片天区进行了深度观测。结果表明,宇宙早期的星系小而致密,且更易形成恒星。此外,在这两个天区中还发现了许多遥远超新星和活动星系核,以及迄今为止已知的最遥远星系GN-z11,它位于宇宙年龄仅4亿年处。这些结果无一不拓展了人类对早期宇宙的认知。

深场观测始于哈勃空间望远镜。1995年底,它对天空中的一小片天区进行了10天的连续观测,得到了壮观的“哈勃深场”。在边长约2.6角分的这个天区内包含了近3 000个星系,其中一些甚至处于宇宙年龄不足20亿年处。这一结果激励了天文学家用更好的设备来观测更遥远的宇宙。

詹姆斯·韦布空间望远镜已于2021年12月底发射升空,其“高新深度河外巡天”项目预计将对“大型天文台起源深度巡天”的两个天区进行约800小时的观测,同时使用两台设备获得其中星系的红外图像和光谱。这些数据无疑将进一步推动对星系演化的认识。