宇宙中最远的星系

通过|2020年12月16日

化学特征揭示了最远星系的距离,专家们说,最远星系定义了可观测宇宙的边界。

图片来源:vincentu Solomon Unsplash

一组天文学家使用Keck I望远镜来测量到一个古老星系的距离。他们推断目标星系GN-z11不仅是最古老的星系,也是最遥远的星系,并定义了可观测宇宙本身的边界。该团队希望这项研究能够揭示宇宙历史上的一个时期,那时宇宙只有几亿岁。

我们都曾扪心自问:“宇宙有多大?”或者“星系是如何以及何时形成的?”天文学家非常认真地对待这些问题,并使用奇妙的工具推动技术的边界来尝试回答它们。来自东京大学天文系的Nobunari Kashikawa教授被他对星系的好奇心所驱使。特别是,他寻找的是我们能观察到的最远的一个,以便找出它是如何以及何时出现的。

“从以前的研究来看,GN-z11星系似乎是离我们最远的可探测星系,距离134亿光年,或134万亿公里(即134后面跟着30个零),”Kashikawa说。“但测量和验证这样的距离不是一件容易的事情。”

Kashikawa和他的团队测量了GN-z11的红移;这指的是光传播得越远就越红的延伸方式。某些被称为发射线的化学特征,在来自遥远物体的光线中留下了不同的图案。通过测量这些信号的延伸程度,天文学家可以推断出这些光一定走了多远,从而给出离目标星系的距离。

Kashikawa说:“我们专门研究了紫外线,因为这是我们期望找到红移化学特征的电磁光谱区域。”“哈勃太空望远镜在GN-z11的光谱中多次发现了这一特征。然而,即使是哈勃望远镜也无法达到我们需要的程度来分辨紫外线发射线。所以我们转向了更先进的地面摄谱仪,一种被称为MOSFIRE的仪器来测量发射线,它被安装在夏威夷的Keck I望远镜上。”

MOSFIRE捕捉到了GN-z11的发射线的细节,这使得研究小组能够对其距离做出比以前数据更好的估计。在这些尺度下计算距离时,使用我们熟悉的千米或千米的倍数单位是不明智的;相反,天文学家使用了一个用z表示的红移值。Kashikawa和他的团队将星系z值的准确度提高了100倍。如果后续的观测可以证实这一点,那么天文学家就可以自信地说GN-z11是宇宙中迄今为止探测到的最远的星系。

参考文献:林华、江等,GN-z11是一个发光星系,红移10.957的证据,《自然天文学》(2020)。DOI: 10.1038 / s41550 - 020 - 01275 - y

东京大学新闻稿