韦伯太空望远镜拍摄的这张图片显示的原恒星 L1527 嵌在一个沙漏状的物质云中，该物质云正在为其生长提供食物

一颗恒星的诞生

由一颗非常年轻的恒星引起的宇宙混乱已在美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜的最新迷人图像中捕捉到。

图像中心围绕的原恒星隐藏在黑暗的沙漏状气体和尘埃云的颈部。颈部中间的黑线是原行星盘——未来可能形成行星的致密气体和尘埃——大小与我们的太阳系相当。根据一份新闻稿，来自原恒星的光在这个圆盘的上方和下方传播。

要成为一颗成熟的明星，它还有很长的路要走。L1527，作为原恒星及其云而为人所知，只有大约 10 万年的历史—— 与我们的太阳相比，这是一个相对年轻的天体，太阳的年龄约为 46 亿年。

两个有史以来最遥远的星系

韦伯太空望远镜发现了大爆炸后最早形成的星系之一，大约在宇宙形成后 3.5 亿年。

这个名为 GLASS-z12 的星系，以及另一个在大爆炸后约 4.5 亿年形成的星系，是在这个强大的太空天文台开始对宇宙进行红外观测后不久的夏天被发现的。

韦伯比其他望远镜更深入地观察宇宙的能力正在揭示宇宙以前隐藏的方面，包括像这两个发现的惊人遥远的星系。

这一发现可能会改变天文学家了解宇宙早期星系和恒星形成的方式。

麻省理工学院研究员、天文学家 Rohan Naidu 在一份声明中说：“在韦伯发布第一批数据几天后，我们惊讶地发现了韦伯观测到的最遥远的星光。” Naidu 是11 月发表在《天体物理学杂志快报》上的一项研究的主要作者。


韦伯太空望远镜观测到了两个遥远的星系。编号为 1 的星系仅存在于大爆炸后 4.5 亿年。编号为 2 的星系存在于大爆炸后 3.5 亿年

此前，最早观测到的星系是GN-z11，它存在于大爆炸后4亿年，2016年被哈勃太空望远镜发现。

GLASS-JWST 早期发布科学项目首席研究员、加州大学洛杉矶分校教授 Tommaso Treu 说：“我们一开始收集数据，就发现星系比我们预期的要多得多。”

“不知何故，宇宙比我们想象的更快更早地形成了星系。大爆炸后仅仅几亿年，已经有很多星系。JWST 开辟了一个新领域，让我们更接近了解这一切是如何开始的。我们才刚刚开始探索它，”Treu 说，他是《天体物理学杂志快报》 10 月份一项研究的合著者。

这两项期刊研究强调了在 Grism Lens-Amplified Survey from Space（也称为 GLASS）和 Cosmic Evolution Early Release Science Survey（CEERS）期间取得的这些发现。

早期星系形成的时间轴偏移

Treu 说，在这个新的宇宙边界发现的早期星系在很多方面都让天文学家感到惊讶和不寻常。

这两个星系都呈球形或圆盘状，它们的大小仅占银河系的一小部分。这两个星系非常遥远，但它们也非常明亮，并且恒星形成的速度非常快。

研究结果表明，星系可能在 138 亿年前发生的大爆炸后仅 1 亿年就开始出现在宇宙中。这个时间线挑战了天文学家关于第一个星系如何以及何时形成的理论。

科罗拉多大学博尔德分校天体物理学助理教授埃里卡尼尔森说，早期宇宙混乱而拥挤，但这两个星系的结构显得平静而有序，她是 11 月研究的合著者。

这两个星系的亮度让科学家们感到困惑。一种可能性是这些星系很大并且包含许多低质量恒星，这类似于后来在宇宙中形成的星系类型。

或者它可能暗示相反的情况：较小的星系有较少但极其明亮的恒星。这些发光物体被称为第 III 星族恒星，长期以来一直被认为是宇宙中诞生的第一批恒星。

宇宙中的第一批恒星本来会燃烧着热量，并且只由氢和氦组成。后来的恒星含有较重的元素，这些元素是在第一批恒星爆炸时产生的。到目前为止，在我们的本地宇宙中还没有看到任何第 III 族群恒星。

但是可以回望遥远宇宙的望远镜，有效地回顾过去，有一天也许能够看到第一批星族 III 恒星。GLASS-JWST 团队成员、10 月份研究的合著者 Adriano Fontana 说，这两个星系中较老的一个 GLASS-z12 甚至可能包含第 III 星族恒星。

检测肉眼不可见光

关于这两个星系的新发现可能意味着在遥远的宇宙中还有其他明亮的星系等待被发现。

星系的距离估计是基于韦伯的红外探测。后续的光谱观测可以确认它们的光在宇宙中传播了多长时间，以及每个星系中恒星形成的速度以及这些恒星所含的元素。

Webb 的近红外光谱仪将捕获可能导致这些见解的数据。

“这些观察只会让你的头爆炸。这是天文学的全新篇章。这就像考古挖掘，突然间你发现了一座失落的城市或一些你不知道的东西。这真是令人震惊，”国家天体物理研究所罗马天文台研究员保拉·桑蒂尼 (Paola Santini) 说，她是 10 月份研究的合著者。

位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的韦伯望远镜运营项目科学家简·里格比博士说，韦伯望远镜已经进入科学运行的第五个月，事实证明它比发射前的预期更强大，捕捉到的图像也更清晰。

“我们谈论的这些星系很明亮，”里格比说。“他们躲在哈勃所能做的极限之下。他们就在那里等我们。我们只需要比哈勃所能做的更红一点，更深一点。”