最新发现宇宙最遥远始祖星系具有130多年历史

近日科学家发现了目前最遥远的星系。这颗名为MACS0647-JD的星系看起来象位于巨大星系群背后的小点，该星系群位于大熊座和小熊座之间。
科学家结合哈勃太空望远镜和美国宇航局斯皮策太空望远镜的观测数据发现了这颗最遥远星系。MACS0647-JD大约有133亿年历史，形成于宇宙大爆炸后4.2亿年后，比之前认定的最遥远天体的年代还要早2亿年。
位于MACS0647-JD之前的星系群使得科学家能够观测到这颗最遥远星系，因为庞大的星系群引力导致它扭曲了路径光线，这就产生了一种引力透镜效应，使得遥远天体看起来比实际更明亮。如果科学家能够确凿证实MACS0647-JD的存在，那么它将帮助科学家更好的理解星系和恒星最初形成时的宇宙情景。
这颗最遥远星系非常小，大约只有600光年宽，大约是银河系的1/250。如此小的早期星系常被认为与其它星系撞击，并在过去的几十亿年间结合，形成我们观测到的当今宇宙中的巨大宇宙结构。
但是由于该星系超出了哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜的观测能力，因此无法确凿的证实它的存在，但美国宇航局未来的望远镜——詹姆斯韦伯望远镜，则能确定的测量MACS0647-JD与地球之间的精确距离。詹姆斯韦伯望远镜预计于2018年发射。


　　本观测计划来自哈勃空间望远镜执行的一项星系集群透镜探测与超新星调查计划(CLASH)，通过大质量星系集群扭曲时空所产生的“超级透镜”来观测背景天体，该现象也被称为引力透镜。荷兰莱顿大学研究人员、本项调查论文的合著者雷哈德布文斯(Rychard Bouwens)认为使用引力透镜发现宇宙最遥远天体可能是一次偶然，这一最新发现超过了我们此前对CLASH计划的期望，是一个难以置信的发现。
　　沿着该路径往前推移80亿光年，来自MACS0647-JD天体的远古光线在大质量星系群MACS J0647.7+7015周围徘徊，由于引力透镜效应的作用，研究小组通过哈勃空间望远镜观测到MACS0647-JD天体的放大图像。前景大质量星系集群重塑了遥远星系的光线，使得它们看起来更加明亮，虽然在哈勃图像中还是一个很小的点。根据美国空间望远镜研究所的研究人员马克珀斯特曼(Marc Postman)介绍：“前景大质量星系集群产生的观测效果是任何一台人造望远镜所不能及的。”
　　科学家分析MACS0647-JD天体可能是原始星系形成的第一阶段，跨度大约为600光年，而银河系的跨度可达到15万光年左右。从质量上看，该“婴儿星系”质量大致等于1亿至10亿倍太阳质量，是银河系质量的0.1%至1%。但空间望远镜科学研究所的科学家、本项研究的第一作者丹科尔(Dan Coe)认为MACS0647-JD天体可能是一个星系的“基础模块”之一，自其诞生后的130亿年间，它可能与其他星系发生几十、上百或者上千次的星系合并事件。
　　对于这个惊人的发现，研究团队在确定其为迄今发现的最遥远星系之前花了几个月的时间来排除关于该星系生世的其他解释，这项工作是非常重要的，比如红巨星、褐矮星或者古来的弥散尘埃星系都可能与宇宙早期星系的图像相似，因此需要详细排查。哈勃空间望远镜通过17个滤光器对MACS0647-JD天体周围的区域进行了观测，波长跨度从近紫外到近红外。即便是这样，也不能完全排除其他干扰的可能性，最后科学家将斯皮策空间望远镜的红外波长图像作为最后的确定数据。
　　凭借当前人类的观测技术，MACS0647-JD天体实在是太遥远了，因此通过普通光谱学较难以确认它与地球的距离。然而，目前所有的证据都显示这个诞生于早期宇宙的婴儿星系是新的最遥远天体记录的保持者。可以预见，MACS0647-JD天体将作为美国宇航局詹姆斯韦伯空间望远镜的首要观测目标，后者将于2018年发射入轨，能对该天体进行最终的距离测量并研究更多的详细信息。