智東西（公眾號：zhidxcom）
編譯 | 崔馨戈
編輯 | 云鵬

智東(dong)西(xi)2月23日消息，英國Nature雜志于昨日發布了一(yi)篇有關宇宙(zhou)星系(xi)的(de)新論文，論文寫(xie)道，美國國家(jia)航空航天局（NASA）的(de)詹姆(mu)斯·韋(wei)布太空望(wang)遠鏡(jing)（JWST）發現了六(liu)個(ge)巨大的(de)星系(xi)，每個(ge)星系(xi)的(de)大小與我們(men)所在(zai)的(de)銀(yin)河系(xi)差不(bu)多。

按理(li)說這(zhe)(zhe)些星(xing)(xing)系(xi)“本不應(ying)該(gai)(gai)存在”，因為它們在宇宙大爆(bao)炸后5億至(zhi)7億年就形成了，但包含的恒星(xing)(xing)幾(ji)乎與銀河系(xi)一樣多(duo)，甚至(zhi)有的恒星(xing)(xing)質量是太陽(yang)質量的100億倍，這(zhe)(zhe)樣的星(xing)(xing)系(xi)本不應(ying)該(gai)(gai)在宇宙誕生后這(zhe)(zhe)么(me)短的時(shi)間內就變得這(zhe)(zhe)么(me)大。

因此(ci)，科學家們稱這(zhe)些星系為“宇宙規(gui)則(ze)的破壞者(zhe)”，它(ta)(ta)們與(yu)現有99%的宇宙學模型相悖(bei)，如(ru)果它(ta)(ta)們是真實的，就意味著(zhu)要(yao)么(me)模型需(xu)要(yao)改(gai)變，要(yao)么(me)我(wo)們對星系形成(cheng)的科學理(li)解全是錯(cuo)的。

韋(wei)布空(kong)(kong)間望遠(yuan)鏡耗資100億美(mei)(mei)元(yuan)，是歐洲空(kong)(kong)間局(ju)、加拿大航天局(ju)和(he)美(mei)(mei)國國家航空(kong)(kong)航天局(ju)的共用計劃，也是哈勃空(kong)(kong)間望遠(yuan)鏡和(he)斯皮策(ce)空(kong)(kong)間望遠(yuan)鏡的后(hou)繼計劃。它旨在提供(gong)比哈勃空(kong)(kong)間望遠(yuan)鏡更高的紅(hong)外(wai)分辨率和(he)靈敏度。

一、早期星系卻有規模巨大的恒星群，挑戰現有理論

科學家們(men)不知道第一(yi)批恒(heng)星(xing)團塊何時開(kai)始(shi)合并到(dao)我們(men)今天看到(dao)的(de)星(xing)系中的(de)，但他們(men)此前估計，這一(yi)過程大(da)概(gai)是在(zai)宇宙(zhou)大(da)爆(bao)炸后的(de)最(zui)初幾億年(nian)內(nei)開(kai)始(shi)的(de)。

目前公認(ren)的理論(lun)認(ren)為，在(zai)宇宙大爆炸后10億到20億年(nian)，早期(qi)的原星系進入了(le)青(qing)春期(qi)，形成(cheng)矮星系，然(ran)后開始相互吞噬，成(cheng)長為我們今天(tian)看(kan)到的星系。

此(ci)次在用韋布太空望遠鏡觀測(ce)時(shi)，原本不起眼的(de)背景圖像中突然跳出了六個(ge)光斑(ban)，雖(sui)然模糊，但非常明(ming)亮(liang)，而且極其紅(hong)。正是這種(zhong)顏色吸引了天文學家的(de)目光。

宇宙(zhou)在不斷膨脹，當物(wu)體越來越遠時(shi)，它(ta)(ta)們(men)的光波會被拉長(chang)到(dao)紅(hong)色(se)光譜(pu)中。顏(yan)色(se)越紅(hong)，物(wu)體就(jiu)越遠。這六(liu)個物(wu)體顏(yan)色(se)如此紅(hong)，說明它(ta)(ta)們(men)足(zu)夠遠，據計算，它(ta)(ta)們(men)形成于133億年前，當時(shi)宇宙(zhou)的年齡只有(you)現在的3%。更重要(yao)的是(shi)，它(ta)(ta)們(men)又很大(da)，大(da)到(dao)不像明亮(liang)的恒(heng)星或超(chao)新星那樣(yang)是(shi)普通的點光源，而是(shi)大(da)到(dao)像銀河系的規(gui)模(mo)。這證明在宇宙(zhou)歷史的早期(qi)，星系質量的增長(chang)比預期(qi)的要(yao)快很多。

韋布空(kong)(kong)間(jian)(jian)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)是歐洲(zhou)空(kong)(kong)間(jian)(jian)局(ju)、加拿(na)大(da)航(hang)(hang)天局(ju)和美國(guo)國(guo)家航(hang)(hang)空(kong)(kong)航(hang)(hang)天局(ju)的共用計劃(hua)，也是哈(ha)勃(bo)(bo)空(kong)(kong)間(jian)(jian)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)和斯皮策空(kong)(kong)間(jian)(jian)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)的后繼(ji)計劃(hua)。它(ta)旨在提(ti)供比哈(ha)勃(bo)(bo)空(kong)(kong)間(jian)(jian)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)更高(gao)的紅外分辨率和靈敏度(du)，可探測到哈(ha)勃(bo)(bo)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)探測不到的，光亮更微弱的物體。

韋布太(tai)空望遠鏡(jing)耗資100億(yi)美元，于2021年12月被發射到了月球軌道以外的(de)一個引力穩定(ding)位置：拉格朗(lang)日點。該(gai)太(tai)空觀測站旨在通(tong)過其最微弱的(de)光亮來探知星系起源的(de)歷史，這(zhe)些光亮在時空結構的(de)擴(kuo)張中經(jing)過數十億(yi)年的(de)旅行，已經(jing)被拉伸到紅外頻(pin)率。

韋(wei)布望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)本(ben)次觀測的是北斗七星附近的一(yi)片天(tian)空，這片天(tian)空哈勃太空望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)也(ye)曾觀測過，但沒有發現(xian)巨(ju)型星系的存在。這可能(neng)是因為哈勃太空望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)只(zhi)適用于可見光(guang)譜中的天(tian)文觀測，而韋(wei)布望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)能(neng)用紅(hong)外觀測，從這一(yi)點看，韋(wei)布望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)比(bi)哈勃強了大約100倍。

二、雖有證據說是星系，但不排除是黑洞

現在，所(suo)有的證據都指向這些天(tian)體是星(xing)系，但天(tian)文學家并沒有排除其中(zhong)一些是巨大(da)的類星(xing)體或(huo)超(chao)大(da)質(zhi)量黑洞(dong)的可能性。

“這是我(wo)(wo)們(men)迄今為止第一(yi)次觀測(ce)到早期星系有(you)這么大的恒(heng)星規模，我(wo)(wo)們(men)要對所看到的保持開放(fang)的心態。”賓夕法尼亞州立(li)大學天文學和天體物(wu)理學助理教授喬爾·萊亞（Joel Leja）在一(yi)份聲明中說。

但(dan)萊亞教授也補充說：“雖然(ran)數據表明它們可能是星(xing)系，但(dan)我(wo)(wo)認為這(zhe)些物體中(zhong)有些很有可能只是被遮蔽的超大質量黑洞。無論如何，此次發現(xian)意(yi)味(wei)著恒星(xing)的已知(zhi)質量比(bi)我(wo)(wo)們以(yi)前想象的要大100倍。即使(shi)我(wo)(wo)們將樣本(ben)減半，這(zhe)仍然(ran)是一(yi)個驚(jing)人的變化。”

天文(wen)學家說，他們(men)的(de)(de)(de)(de)下一步將是拍攝(she)這(zhe)些巨型星系(xi)的(de)(de)(de)(de)光譜圖像，從而得出這(zhe)些星系(xi)的(de)(de)(de)(de)準(zhun)確(que)距離，更好地了解這(zhe)些與現有宇宙模型不符的(de)(de)(de)(de)星系(xi)本身。

結語：星際探索永無止境，人類的結論可能隨時被推翻

人(ren)(ren)(ren)類(lei)對太空的(de)(de)向往(wang)與好奇(qi)已(yi)持續數千年(nian)。古(gu)人(ren)(ren)(ren)夜觀天象(xiang)，譜寫神話；今(jin)人(ren)(ren)(ren)發(fa)射衛(wei)星，搭乘(cheng)宇宙(zhou)飛船。人(ren)(ren)(ren)類(lei)生活在宇宙(zhou)中，不斷被宇宙(zhou)所吸引(yin)，試圖通過研究自(zi)己(ji)的(de)(de)生存環境，來回答(da)“我(wo)是(shi)誰，我(wo)從哪(na)里來，要到(dao)哪(na)里去(qu)”的(de)(de)終(zhong)極問題。而(er)伴(ban)隨(sui)人(ren)(ren)(ren)類(lei)數量激(ji)增，地球資源面臨枯竭，人(ren)(ren)(ren)們對宇宙(zhou)的(de)(de)探索(suo)，又(you)加(jia)了(le)一層尋找新家園(yuan)的(de)(de)意(yi)愿。

無論是(shi)為了(le)(le)驗(yan)證科學真理，還(huan)是(shi)尋(xun)找(zhao)另一所棲息(xi)地，人類始終對星際探索抱有熱忱，并(bing)推動了(le)(le)天文學的(de)(de)成(cheng)熟發展。但每(mei)當科學前進一步，以(yi)往科學家費(fei)盡千辛萬苦(ku)得出的(de)(de)結論可(ke)能(neng)會(hui)被瞬間推翻。因(yin)此，每(mei)一位熱愛宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)的(de)(de)人類都要做好準備，既要對宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)保持好奇，又要對新發現的(de)(de)一切(qie)保持開放(fang)的(de)(de)心態，大膽地邁向前人未至的(de)(de)太空新領域。

來源：Nature、Live Science、Time