宇宙的曙光太亮了。天文學(xué)家可能已經(jīng)找到了原因。

宇宙的起源有些奇怪。

更正：關(guān)于宇宙的起源有很多“奇怪的事情”。但對(duì)于一個(gè)特別奇怪的事情，科學(xué)家們可能已經(jīng)找到了解決方案。在時(shí)間的黎明，來(lái)自星系的紫外線比我們預(yù)期的要多得多，這可能是因?yàn)樗鼈兣c恒星非常多。

根據(jù)新的模擬，詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡在宇宙黎明探測(cè)到的光量可以通過(guò)恒星形成來(lái)解釋?zhuān)鵁o(wú)需任何微調(diào)。這意味著我們不需要求助于諸如非標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型之類(lèi)的解決方案來(lái)解釋在之后的第一個(gè)十億年中額外的紫外線。大爆炸.

“這些星系的發(fā)現(xiàn)是一個(gè)很大的驚喜，因?yàn)樗鼈儽阮A(yù)期的要亮得多，”天體物理學(xué)家克勞德-安德烈·福歇爾-吉蓋爾說(shuō)西北大學(xué)。

“通常，一個(gè)星系是明亮的，因?yàn)樗艽蟆５捎谶@些星系是在宇宙黎明時(shí)形成的，所以自大爆炸以來(lái)還沒(méi)有足夠的時(shí)間過(guò)去。這些巨大的星系怎么會(huì)這么快聚集起來(lái)？我們的模擬表明，星系通過(guò)宇宙黎明形成這種亮度沒(méi)有問(wèn)題。

JWST對(duì)早期宇宙的觀測(cè)有顛覆我們偏見(jiàn)關(guān)于大爆炸后的關(guān)鍵時(shí)代。望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的星系比我們預(yù)期的要多得多，看起來(lái)非常不同從我們想象的它們的樣子來(lái)看。

其中一些比天文學(xué)家認(rèn)為我們?cè)谟钪胬杳髦邪l(fā)現(xiàn)的要明亮得多。我們可以將其解釋為這些星系相當(dāng)大。但這并不是星系產(chǎn)生光的唯一方式。

“關(guān)鍵是在短時(shí)間內(nèi)在系統(tǒng)中再現(xiàn)足夠數(shù)量的光，”天體物理學(xué)家孫國(guó)超說(shuō)西北大學(xué)。

“這可能是因?yàn)橄到y(tǒng)非常龐大，或者因?yàn)樗心芰焖佼a(chǎn)生大量光。在后一種情況下，系統(tǒng)不需要那么大。如果恒星形成是連發(fā)的，它會(huì)發(fā)出閃光。這就是為什么我們看到幾個(gè)非常明亮的星系。

為了弄清楚這些早期星系的光是大小還是恒星形成的結(jié)果，由Sun領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)使用計(jì)算機(jī)模擬來(lái)模擬宇宙黎明期間星系的形成，以及大爆炸后可用的材料和環(huán)境。

附近宇宙中更成熟的星系 - 大，成熟且相對(duì)平穩(wěn) - 傾向于以或多或少穩(wěn)定的速率產(chǎn)生恒星。

當(dāng)研究人員進(jìn)行模擬時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)宇宙黎明中的星系做了一些不同的事情。它們的恒星形成發(fā)生在狂暴的爆發(fā)中，穿插著數(shù)百萬(wàn)年的低恒星形成時(shí)期。

這被稱(chēng)為爆發(fā)星形成，在低質(zhì)量星系中尤其常見(jiàn) - 就像那些剛剛在宇宙黎明中形成的星系一樣。目前尚不清楚原因，但天文學(xué)家認(rèn)為這與一種叫做反饋，恒星本身限制了恒星的形成。

“我們認(rèn)為發(fā)生的事情是恒星爆發(fā)形成，然后幾百萬(wàn)年后，這些恒星爆炸成超新星，”福歇爾-吉蓋爾解釋.

“氣體被踢出，然后落回形成新的恒星，驅(qū)動(dòng)恒星形成的循環(huán)。但是當(dāng)星系變得足夠大時(shí)，它們的引力要強(qiáng)得多。當(dāng)超新星爆炸時(shí)，它們不夠強(qiáng)大，無(wú)法從系統(tǒng)中噴射氣體。引力將星系結(jié)合在一起，使其進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。

模擬還表明，一次觀測(cè)到的明亮星系數(shù)量與JWST的觀測(cè)結(jié)果相匹配，無(wú)需調(diào)整任何參數(shù)。這是一些最有力的證據(jù)，證明爆發(fā)的恒星形成，而不是大小，是意外光線的原因。

研究人員說(shuō)，未來(lái)的工作考慮到爆發(fā)性，可以幫助模擬星系和星系團(tuán)的早期演化。

研究結(jié)果發(fā)表在天體物理學(xué)雜志快報(bào).

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