摘要：天文学家已经凝视着宇宙年仅3亿年的时代。研究团队使用JWST揭示了银河系中的一些非同寻常的东西：大量的氧气。...

亚利桑那大学的天文学家了解到了一个令人惊讶的成熟星系，该星系在宇宙年龄不到3亿年时就已经存在，仅占其当前年龄的2％。

研究人员说，由NASA的James Webb太空望远镜观察到的Galaxy（指定的Jades-GS-Z14-0）意外明亮，对于这个原始时代的物体而言，它是明亮的，化学上的复杂。这为宇宙最早的章节提供了罕见的一瞥。

这些发现，发表在期刊上自然天文学基于研究人员以前的发现，该发现于2024年报道，Jades-GS-Z14-0是有史以来最遥远的星系。尽管最初的发现确立了银河系的创纪录距离和出乎意料的亮度，但这项新的研究更深入地研究了其化学成分和进化状态。

这项工作是作为JWST先进的深层外层次调查的一部分，即James Webb太空望远镜计划Jades的一部分，旨在研究遥远的星系。

这项新研究的合着者兼U级助理研究教授凯文·海恩林（Kevin Hainline）说，这并不简单地绊倒了一些意外的事情。该调查是故意设计的，以找到遥远的星系，但是这一调查以他们没有预见的方式打破了团队的记录 - 它本质上是明亮的，并且具有复杂的化学成分，在宇宙历史的早期这么早就出乎意料。

Hainline说：“这不仅是一个很小的小块。当我们观察到它时，它在宇宙时代很明亮且相当扩展。”

“我们在天空的一个小区域中发现了这个星系的事实意味着应该有更多这些星系，”铅研究者研究生研究员雅各布·赫尔顿（Jakob Helton）说。 “如果我们看着无法与JWST一起做的整个天空，我们最终会发现更多这些极端物体。”

研究小组使用了JWST上的多种乐器，包括近红外摄像头或Nircam，其建筑由摄政摄政王教授Marcia Rieke领导。望远镜上的另一种仪器 - 中红外仪器（Miri）揭示了一些非凡的东西：大量的氧气。

赫尔顿说，在天文学中，任何比氦气更重的东西都被认为是“金属”。这样的金属需要几代恒星才能产生。早期的宇宙仅包含氢，氦和痕量的锂。但是，在Jades-GS-Z14-0星系中发现了大量氧气表明，在观察到该星系已经形成了恒星可能会形成恒星。

天文学教授兼研究高级作者乔治·里克（George Rieke）说，要制造氧气，银河系一定很早就开始了，因为它必须形成一代恒星。这些恒星必须以超新星的形式发展和爆炸，以将氧气释放到星际空间中，新恒星将形成和进化。

Rieke说：“获得与该银河系一样多的氧气是一个非常复杂的循环。因此，这确实是令人难以置信的。”

这一发现表明，星形构造甚至比科学家以前想象的要早，这推迟了时间表，因为大爆炸后第一个星系可能会形成。

该观察结果大约需要9天的望远镜时间，包括167小时的Nircam成像和43小时的Miri成像，重点是一部分天空的一小部分。

天文学家的U很幸运，这个星系恰好坐在他们与Miri一起观察的理想之地。赫尔顿说，如果他们将望远镜指向任何方向的一小部分，那么他们将错过获得这个关键的中红外数据。

赫尔顿说：“想象一下手臂末端的一粒沙子。你会看到天上有多大的大小 - 这就是我们看的大小。”

在宇宙历史上如此早期，这种发达的星系的存在是银河形成理论模型的有力测试案例。

Rieke说：“我们在这里的参与是自60年代中期以来首次开始的红外天文学的U U的产物。我们与Gerard Kuiper，Frank Low和Harold Johnson一起在Lunar and Planetary Lab中拥有第一个主要的红外天文学组。”

随着人类具有直接观察和理解宇宙起步期间存在的星系的能力，它可以为宇宙如何从简单元素演变为我们所知道的生活所必需的复杂化学反应，从而提供重要的见解。

Hainline说：“我们在天文学史上处于不可思议的时光。” “我们能够理解超出人类发现的任何东西的星系，并以许多不同的方式看到它们，并真正理解它们。这真的是魔术。”