自去年开始运营以来,詹姆斯·韦伯(James Webb)太空望远镜就提供了对宇宙早期历史的惊人发现。天文学家认为这些发现可追溯到被称为宇宙黎明的神秘时代的星系。
但是令人意外的是,在宇宙的婴儿期,已存在许多看似巨大而成熟的星系,检测到的非常明亮的星系比传统理论模型预期的要多约10倍。由于它们的存在是如此庞大、快速,这也让专家忙著寻找解释的同时,并质疑传统宇宙学的基本理论,即宇宙起源和发展的科学。
「根据宇宙学的标准模型,在宇宙黎明期间不应该有很多非常巨大的星系,因为大爆炸之后星系需要时间来发展。大爆炸之后,宇宙立即充满了非常热的、几乎均匀的星系。」西北大学天体物理学家和资深研究员克劳德-安德烈·福彻-吉盖尔(Claude-André Faucher-Giguère)说:「就像是一个火球,而且是没有恒星或星系的等离子体。」
现在,一项新的研究可能会在不破坏传统宇宙学模型的情况下,解开这个谜团。
研究人员使用复杂的电脑模拟,来探索这些最早的星系是如何发展起来的。结果表明,在138亿年前引发宇宙的大爆炸事件发生后的最初几亿年里,这些星系的恒星形成,与今天存在宇宙中的银河系等大型星系中的恒星形成不同。
他们发现,早期星系中的恒星,在偶尔发生的大爆发中形成,而不是以稳定的速度形成。根据这项模拟,这些星系可能相对较小,就像专家预期的那样,只是它们可能会像大型星系一样明亮。这些恒星形成的辉煌爆发,给人们带来一种质量巨大的欺骗性印象。
「天文学家可以安全地测量这些早期星系的亮度,因为光子(光粒子)可以直接探测和计数,而要判断这些星系是真的大还是大得多。它们看起来很大,因为它们被观察到是明亮的,」伊利诺伊州西北大学天文学博士后研究员孙国超(Guochao Sun)对此解释。
孙国超也是这项研究的主要作者,他希望韦伯继续挑战人们对宇宙的理解,并提供新的见解,无论它是否符合科学预期。
研究结果也将于本周发表在《天体物理学杂志快报》。