臺北市立天文科學教育館

根據 CECILIA（Chemical Evolution Constrained using Ionized Lines in Interstellar Aurorae）調查所收集數據的最新分析，在宇宙大霹靂（Big Bang）後20～30億年形成的古老星劇增星系（starburst galaxy）異常炎熱，並含有鎳等意想不到的元素。在宇宙年輕時，許多星系都經歷過一段恆星密集形成的時期。如今，一些星系，像是我們的銀河系，儘管速度不那麼快，但仍在形成新的恆星，而有些星系則完全停止形成新恆星，這項新工作將可以幫助天文學家了解這些不同軌跡背後的原因。

研究人員表示正試圖了解在140億年的宇宙歷史中，星系是如何生長和變化的，透過韋伯太空望遠鏡我們瞄準「年少」的星系，看看當時它們是如何歷經一段混亂的增長和變化時期。團隊研究了33個遙遠星系的光譜，將它們的光分成不同的波長，並將所有33個星系的光譜進行了平均，創建出有史以來最深的遙遠星系光譜，這需要600個小時的望遠鏡時間才能重現。這使我們能夠創建某種類似地圖集的東西，它將為未來韋伯對於非常遙遠的天體觀測提供參考。利用這些光譜，天文學家能夠辨識出8種不同的元素：氫、氦、氮、氧、矽、硫、氬和鎳。

圖說：這張韋伯拍攝的影像顯示了星系團A2744-z7p9OD的成員星系。圖片來源：NASA / ESA / CSA / T. Morishita, IPAC / A. Pagan, STScI

在這些星系中存在的這些元素並不令人驚訝，但測量它們的光的能力則是前所未有的，這顯示了韋伯的威力。所有比氫和氦重的元素都是在恆星內部形成，當恆星在超新星等劇烈事件中爆炸時，會將這些元素噴射到宇宙環境中，並融入於下一代恆星。因此透過揭開這些早期星系中某些元素的存在，天文學家得以了解恆星形成在其演化的過程中是如何變化的。研究人員表示對鎳的存在感到驚訝，因為鎳元素特別難以觀測，即使在附近的星系中，也從未觀測到。星系中必須有足夠多的元素存在，並且要有合適的條件才能觀測到，元素必須在氣體中發光才能讓我們看到它們。因此，看到了鎳表示星系中的恆星可能有一些獨特之處。

年少星系的溫度非常高，其最熱的區域可達到攝氏9,700度以上，但早期星系的溫度卻高達攝氏13,350度。研究團隊預計這些早期星系的化學成分與我們銀河系以及現今圍繞在我們周圍的星系非常不同，但韋伯的發現還是令我們大吃一驚。相關研究成果發表於《Astrophysical Journal Letters》期刊上。（編譯／趙瑞青）

資料來源：SCI NEWS