新研究揭示了早期宇宙中星系的广泛多样性

来自詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 的新数据表明，早期宇宙中的星系结构比以前已知的更加多样化和成熟。科学家们最近将 JWST 为宇宙演化早期释放科学 (CEERS) 调查拍摄的数百个星系的图像与哈勃太空望远镜先前拍摄的相应图像进行了比较，并在美国天文学会第 241 次会议上公布了结果。

该研究检查了 850 个红移为 z 3-9 的星系，或者说它们大约在 11-130 亿年前。罗切斯特理工学院物理与天文学院的副教授 Jeyhan Kartaltepe 表示，JWST 能够比哈勃望远镜更清晰地看到微弱的高红移星系，这使得研究团队能够解析更多的特征并看到各种各样的星系，包括许多成熟的星系特征，例如磁盘和球体组件。

“之前的研究强调，我们看到很多星系的圆盘处于高红移状态，这是事实，但在这项研究中，我们也看到了很多具有其他结构的星系，例如球体和不规则形状，就像我们在降低红移，”该论文的主要作者和 CEERS 联合研究员 Kartaltepe 说。“这意味着即使在这些高红移的情况下，星系也已经相当进化并且具有广泛的结构。”

该研究的结果已发布到arXiv并被接受发表在《天体物理学杂志》上，证明了 JWST 在深度、分辨率和波长覆盖范围方面超过哈勃望远镜的进步。在研究中使用的 850 个星系中，哈勃望远镜先前确定了这些星系，其中 488 个在使用 JWST 进行了更详细的展示后，被重新分类为不同的形态。Kartaltepe 说，科学家们刚刚开始从 JWST 令人印象深刻的能力中获益，并对即将发布的数据将揭示的内容感到兴奋。

“这告诉我们，我们还不知道最早的星系结构是什么时候形成的，”Kartaltepe 说。“我们还没有看到第一个有圆盘的星系。我们必须检查更多红移更高的星系，才能真正量化圆盘等特征在什么时间点能够形成。”

该研究使用了 CEERS 在 JWST 于 6 月首次上线时捕获的初始数据集，但该调查此后总共捕获了 60 个观测小时，可能提供数千个高红移 星系以供进一步探索。Kartaltepe 说，COSMOS-Web 是为 JWST 第一年选择的最大的通用观测程序，它将通过望远镜 255 小时的观测时间提供更大的样本。COSMOS-Web 本月开始了它的观测活动。

Kartaltepe 在这项研究中的几位合作者是 RIT 的学生，包括天体物理科学和技术博士。学生 Caitlin Rose、Brittany Vanderhoof 和 Isabella Cox;影像学博士 学生 James Liu;和本科物理学生 Jayse Petersen。

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