詹姆斯韋伯太空望遠鏡對遙遠星系的觀測比其他望遠鏡效果好5
發表于 2025-12-11 20:34:49
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將物體發出的空望光與觀察到的紅移光進行比較的光譜示意圖。隨著宇宙的遠鏡遠星膨脹，它會將光延伸到較低頻率或光譜的對遙紅色部分。圖片出處NASA/ESA/C. Christian/Z. Levay (STScI)
（神秘的觀測果好地球uux.cn報道）據臺北市立天文科學教育館網站：根據一個國際科學家團隊的一項新研究發現，詹姆斯韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope ，望遠JWST） 使用近紅外相機（NIRCam）觀測的鏡效數據，將使天文學家更精確的詹姆掌握早期星系資料，科學家從JWST觀測的斯韋遙遠星系，獲得了比以前更多的伯太比石家莊兼職外圍女上門全套包夜（電話微信199-7144-9724）高端外圍預約快速安排30分鐘到達資訊，這說明JWST將使我們對宇宙中最古老星系的空望成長和演化有進一步的理解。
恒星質量是遠鏡遠星了解星系形成和演化的最重要的物理特性之一。因為星系中恒星的對遙總量，將隨這星系中的新恒星持續的形成而增加，這將是追蹤星系成長最直接的方式。觀測宇宙中最古老星系（超過130億光年），將有助于了解星系如何演化。
以往想要對這些古老星系進行準確觀測，天文學家一直面臨了一些困擾。通常，天文學家進行星系的質光比（M/L）測量，利用星系產生的光估計其中恒星的總質量，而不是逐顆計算恒星質量。至今，哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope，HST）對最遙遠星系（如大約135億年前形成的GN-z11）進行的研究僅限于紫外光（UV）光譜。
遙遠古老星系的光在達到我們這里時經歷了顯著的紅移，當光穿越時空時，因為宇宙膨脹的因素，光的波長將變長，移向光譜的紅色端。對于紅移值（z）為7或更高的星系（距離為13.46光年或更遠），大部分光將轉移到光譜的紅外光部份。例如，對于Z=7的星系，最初以0.6微米波長發出的光，最終以4.8微米的波長到達我們的望遠鏡，紅移值愈高（星系愈遠），這種效應愈強。
這意味需要紅外光望遠鏡來測量星系的質量，因為HST無法觀測到大部分遙遠星系的光，在JWST出現之前，科學家使用的紅外光望遠鏡是史匹哲太空望遠鏡（Spitzer Space Telescope，SST），而SST已經于2020年1月30日除役。但是SST的85公分主鏡無法與JWST的6.5公尺主鏡相媲美，由于SST有限的靈敏度和角分辨率，大多數遙遠星系是SST無法檢測到的。
此外，以前的觀測可能會錯過很多紅色星系，這些星系富含灰塵（遮蔽光線），紫外光譜極微弱。因此，科學家認為先前對早期宇宙的恒星質量密度估計可能相差多達六倍，而JWST紅外儀器套件，及其高靈敏度，將為未來研究宇宙中最古老和微弱星系，打開一扇新的窗。
在JWST發射之前，常用來觀測恒星質量的方法，通常透過假設平均質量與紫外光的比，將紫外光（HST所測量的值）轉換為恒星質量估計。質光比的關系是用少數且不確定的測量值來進行校準，這只能代表那些較容易觀察的到星系（年輕、無塵埃的星系）成員。因此，先前恒星質量測量值容易產生很大的誤差。
科學家透過JWST近紅外相機觀測資料，針對21個星系所發出的紫外光及紅移可見光（紅移范圍6.7至12.3），進行其質量的觀測。如此可以避免以往大量假設的不確定性，并將質量測量的準確性提高5到10倍。
使用JWST的NIRCam最藍波段測量恒星的紫外光，并進行其質光比較，發現質光比不能用單一的平均值來代表，其值大約跨愈兩個數量級。從物理角度來看，這一發現代表早期星系的的種類存在很大異質性，星系表現出各式各樣的物理特性。
JWST卓愈的觀測能力，對星系中恒星質量具有更嚴格的評估能力，將有利幫助科學家在最大與最長尺度上研究宇宙學。科學家認為先前對于星系質量增長過程的認知，可能會受到重要的系統分類之影響。在我們的研究中，系統不確定性的程度影響宇宙恒星質量密度，宇宙中星系的增長為時間的函數，估計早期不同個體間存在很大差異。我們發現標準質光比的假設，導致系統不確定性可能高達幾倍，這與我們預期的精確值相差太大。這項研究已經發表在arXiv網站。
目前為止，JWST捕捉到最清晰，最詳細的宇宙圖像，并展現了其光學能力，這些圖像已經帶來許多的新發現。其中針對宇宙中古老星系如何演化，及暗物質和暗能量扮演的角色發揮重要作用。 |
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