宇宙最遙遠星系！距離地球134億光年！位於宇宙邊緣！堪稱前所未有的宇宙景象！

我們宇宙的年齡大約為138億年 而北京大學科威利天文與天體物理研究所江寧華領 閒得國際團隊確認了一個星系遠在134億光年外 是人類至今發現的最遙遠天體 大家好,這裡是腦洞大大大 每日為您分享星體知識 記得關注我哦 這意味著,這個名為GNZ-11的星系在宇宙大爆發後約4億年就已經形成 它發出的光經歷了134億年的穿行才抵達地球上的望遠鏡 十分古老,宇宙是一個非常大的地方 當我們眺望夜空時,幾乎所有肉眼可見的東西都是我們星系的一部分 比如恆星、星團、星雲等,但也存在一些例外的情況 如上圖的三角星系,我們可以通過銀河系恆星看到它閃爍的光 這些宇宙島嶼在我們的宇宙中隨處可見 即使是在最黑暗、最空虛的空間中 只要我們願意去找,就可以找到 這些星系中的大部分都非常遙遠 即使以光速計算,單個光子也需要數百萬甚至數十億年才能穿越星系空間 最終到達我們的眼睛 雖然186282英里秒或299792458米每秒可能看起來是一個非常快的速度 但事實是,我們距離大爆炸只有138億年 這一位主光能到達並返回的距離是有限的 你也可以認為最遙遠的星系必須離我們不超過138億光年 但這是個錯誤的相反 除了以有限的速度在宇宙中旅行外 光環受制於一個不太直觀的科學事實 宇宙本身的結構隨著時間的推移而擴展 這一事實是20世紀20年代果已相對論提出的 但後來的觀測結果表明 隨著星系距離的增加,宇宙紅移也會增加 我們不僅能夠證實宇宙正在膨脹 而且可以測量膨脹率以及宇宙隨時間的變化 這一位主我們看到的星系實際上比發射光並到達地球得出的距離更遠 這類似於你在機場移動人行道的邊緣 人行道上的其他人逐漸遠離你 如果他們以每小時9英里4米每秒的速度向你滾動一個球 如果一開始你們的距離是8米,需要2秒才能到你手中 但是,如果人行道以每小時4.5英里2米每秒的速度移動 則需要4秒才能到你手中 更需要注意的是,在不斷膨脹的宇宙中這個時間會更長 並不是因為球在宇宙情況下是光移動變慢 球仍以4米每秒的速度滾動 光線仍以光速傳播 但是球或光需要穿過更多的星體 所以球有更大的滾動距離 而光有更大的旅行距離 此外,當球光最終到達時 迴避最初發射光時兩星體之間的距離更遠 GNZ11星系是目前已知最遙遠的星系 我們發現光走了134億年纔到達我們身邊 該成果對理解宇宙早期星系和恆星形成有重要意義 為研究宇宙極早期天體打開了一扇窗口 宇宙一度又火熱又稠密 大約140億年前終於爆了炸 大爆炸後約38萬年 光子和重子物質退流 質子和電子結合成穩定的中性氫原子 宇宙中暫時沒有了發光物體 陷入一段黑暗時代 直到大爆炸後約1.5億年 宇宙大尺度結構在暗物質作用下開始顯現 帶來了第一代恆星的誕生 第一代星系則在之後的1億年左右形成 這些天體發出的光子電離了附近的中性氫 重新點亮宇宙 即宇宙再電離 這些早期天體發出的第一縷屬光 是宇宙歷史學家們非常感興趣的研究對象 但是 地球上時時刻刻都在接收宇宙中四面八方來的光 如何知道哪些光是新的 哪些光是老的 生活中有這樣一個有趣的現象 當一輛救護車鳴著敵友遠距近向你迎面使來的時候 你會聽到警笛聲變響 音調變高 而當車從近而遠離去的時候 聲音變輕的同時 音調變低 物體輻射的波長 因為波源和觀測者的相對運動而產生變化 這就是多普勒效應 光波在宇宙膨脹的影響下 也會出現類似的紅移效應 要知道 在可見光中 紅光的波長是最長的 向光譜的紅端移動 就意味著波長變長 通過測量光的紅移通常計為Z 科學家們可以判斷星系的年齡 紅移數值越大 星系就越古老 距離也越遙遠 大爆炸後38萬年對應著紅移1100左右 而大爆炸後4億年對應著紅移11左右 這個星系名為GNZ11 其實就是紅移11的意思 早在2016年哈勃望遠鏡發現GNZ11的時候 就通過圖像初步判定它的紅移可能達到了10以上 哈勃的近紅外觀測設備發現一處紅移值約為11.09的斷裂 不過 此前國際上普遍認為 現有的望遠鏡很難測量出該星系的準確紅移值 須等待詹姆斯微波望遠鏡等下一代旗艦平臺 要知道 即使不考慮星系的亮度因距離增加而呈平方反比衰竭 在同等距離下 一個紅移11的星系亮度也要比紅移0的同樣星系暗上144倍 與此同時 古老的光波在宇宙膨脹的因素下早已紅移到了波長比紅光還要長的紅外波段 而地球本身就是個巨大的紅外污染源 遙望望遠鏡探測紅外光 就好像戴著眼鏡在蒸籠裡看東西一樣 2017年4月 江寧華團隊利用世界上最先進的地面紅外望遠鏡之一 像威夷山上十米口徑的凱克凱克望遠鏡 對GNZ11進行了深度光譜觀測 基於光譜分析出該星系的準確紅移為10.957 證實其為134億光年之外的星系 這項工作表明 現有大型天文設備有能力探測到部分像GNZ11這樣的早期星系的光譜 當然 下一代紅外天文觀測設備有望對GNZ11這樣的星系進行深入理解 甚至是GNZ11的前輩星系們 原來 研究團隊不僅從光譜中讀出了準確紅移 也讀出了其他信息 光譜顯示有三條發射線 由碳合氧的二次電離氣體發出 表明該星系中已有豐富的非氫非氦元素 宇宙中一開始只有氫元素 隨著演化進程逐漸聚變出更重的元素 這個信息說明 GNZ11並非宇宙中第一代星系 此外 研究團隊還探測到來自該星系方向的一次爆發 呈現每一明亮的近紅外光譜 這個星系在不到三分鐘的短短時間裡 亮度似乎增長了數百倍 經詳細分析 基本排除該爆發信號來自地球上人造物體和太陽系天體等來源 理論計算表明 該光譜可能本來來自於GNZ11的一次伽馬堡伽馬射線是一種波長很短 能量很高的光波 為伴隨該伽馬堡的紫外輻射 伽馬堡是宇宙中最為劇烈的爆發形式 極其罕見 目前 人類已知最古老的伽馬堡發生在宇宙大爆炸後五億年左右 如GNZ11光譜上的這一驚喜成立 江寧華就在發現最古老 最遙遠星系的同時 還發現了最古老 最遙遠的伽馬堡 看完後您還有何想法 歡迎在評論區進行留言討論