詹姆斯·韋伯太空望遠鏡觀察到早期星係無視恒星形成的“宇宙規則”

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡看到的早期宇宙中的違規星係。(圖片來源:uux.cn/美國宇航局/歐空局/JWST)
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（羅伯特·李）：詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)發現早期宇宙中的星係是宇宙規則的破壞者。這一發現揭示了早期星係是如何進化的，以及塑造我們今天所見宇宙的基本過程。
為了發現這些宇宙藐視法律的真相，一組天文學家使用JWST望遠鏡追溯到120億年前，觀察星係以及它們在宇宙曆史中遵循的規則。工作人員發現，同樣的一套規則持續盛行，將恒星誕生率、星係質量和化學成分聯係起來。但是這些規則隻能追溯到現在。最早的星係無視它們。
“就像星係有一個他們遵循的規則手冊——但令人驚訝的是，這個宇宙規則手冊似乎在宇宙的嬰兒期經曆了戲劇性的重寫，”西澳大利亞大學副教授克勞迪婭·拉各斯在一份聲明中說。最令人驚訝的發現是，古代星係產生的重元素比我們根據我們對後來形成的星係的了解所預測的要少得多。"
這種差異以前沒有被發現，因為在JWST之前使用的儀器還沒有強大到足以看到大約110億年前星係的化學組成。然而，JWST讓這個團隊回顧了大爆炸後的幾億年，這表明了恒星形成，質量和化學之間的關係的斷裂。
對宇宙來說，什麽時候東西變重了？
當宇宙最初開始形成第一批恒星和星係時，它充滿了氫和氦——兩種最輕的元素——前者是迄今為止最主要的元素。
隻有少量較重的元素——天文學家稱之為“金屬”——存在，直到第一代恒星在它們的心髒鍛造了它們，然後在它們生命結束時通過大規模超新星爆炸將它們分散到宇宙中。
這種材料最終被整合到下一代恒星中，這意味著這些恒星以及它們所在的星係具有更高的金屬濃度——這種測量方法被稱為“金屬性”這種金屬富集的過程持續了整整138億年的宇宙曆史，這意味著早期星係的金屬含量確實比現代星係低。
但是即使考慮到這一點，研究小組發現早期星係的金屬豐度仍然低於預期。低多了。
“根據在後來的星係中觀察到的基本金屬豐度關係，它們的化學豐度比預期低大約四倍，”拉各斯繼續說道，並解釋說該團隊觀察到的早期星係甚至更令人驚訝。
該團隊認為這種差異可能存在，因為大爆炸後幾億年的星係仍然與星係間介質密切相關，即星係之間存在的微弱熱氣和塵埃。
“早期星係不斷從周圍環境接收新的原始氣體，氣體流入稀釋了星係內的重元素，使它們不那麽集中，”拉各斯總結道。
因此，該團隊的發現可能會挑戰當前的星係演化模型和促進第一個星係發展的機製。
這項研究發表在9月21日的《自然》雜誌上。