在已知最遥远星系中发现 Oxygen
新闻稿
在已知最遥远星系中发现 Oxygen
2025年3月20日
两支不同的天文学家团队在已知最遥远的星系 JADES-GS-z14-0 中探测到了 Oxygen。 这项发现发表在两篇独立的论文中，这要归功于 Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA)，European Southern Observatory (ESO) 是其合作伙伴。 这一破纪录的探测让天文学家们重新思考早期宇宙中星系的形成速度。
去年被发现的 JADES-GS-z14-0 是迄今为止发现的最遥远的星系：它距离我们如此遥远，以至于它的光花费了 134 亿年才到达我们这里，这意味着我们看到的它是宇宙诞生不到 3 亿年时的样子，大约是现在年龄的 2%。 借助位于智利 Atacama 沙漠中的望远镜阵列 ALMA 进行的最新 Oxygen 探测表明，该星系的化学成熟度远超预期。
荷兰 Leiden Observatory 的博士研究生 Sander Schouws 说：“这就像发现了一个青少年，而你本以为只能找到婴儿”。他是荷兰主导的研究的第一作者，该研究已被《The Astrophysical Journal》接收发表。 “结果表明，该星系形成速度非常快，成熟速度也很快，这为星系的形成速度远快于预期的这一观点提供了越来越多的证据。”
星系通常在其生命之初充满了年轻恒星，这些恒星主要由氢和氦等轻元素组成。 随着恒星的演化，它们会产生像 Oxygen 这样的更重元素，并在它们死亡后分散到它们的宿主星系中。 研究人员曾认为，在 3 亿年前，宇宙还太年轻，无法形成富含重元素的星系。 然而，两项 ALMA 研究表明，JADES-GS-z14-0 拥有的重元素大约是预期的 10 倍。
意大利 Pisa 的 Scuola Normale Superiore 的 Stefano Carniani 说：“我对这些意想不到的结果感到震惊，因为它们为星系演化的最初阶段开辟了新的视野”。他是已被《Astronomy & Astrophysics》接收发表的论文的主要作者。 “一个星系在婴儿宇宙中已经成熟的证据引发了关于星系何时以及如何形成的问题。”
Oxygen 的探测也让天文学家们能够更准确地测量 JADES-GS-z14-0 的距离。“ALMA 的探测提供了对星系距离的极其精确的测量，精确到只有 0.005% 的不确定性。 这种精度水平——相当于在 1 公里的距离上精确到 5 厘米以内——有助于我们完善对遥远星系属性的理解，”Pisa 的 Scuola Normale Superiore 的博士生 Eleonora Parlanti 补充道，他是《Astronomy & Astrophysics》研究[1]的作者。
Leiden Observatory 团队成员、副教授 Rychard Bouwens 说：“虽然该星系最初是由James Webb Space Telescope发现的，但它需要 ALMA 来确认并精确确定其巨大距离”，[2]。 “这表明 ALMA 和 JWST 之间存在惊人的协同作用，可以揭示第一批星系的形成和演化。”
European ALMA Regional Centre 的 ESO 天文学家 Gergö Popping 没有参与这些研究，他说：“我对 JADES-GS-z14-0 中如此清晰的 Oxygen 探测感到非常惊讶。 这表明，在大爆炸之后，星系的形成速度可能比之前认为的要快。 这一结果展示了 ALMA 在揭示我们宇宙中第一批星系形成条件方面所发挥的重要作用。”
注释
[1] 天文学家使用一种称为红移的测量方法来确定到极其遥远物体的距离。 先前的测量表明，星系 JADES-GS-z-14-0 的红移在 14.12 到 14.4 之间。 凭借他们的 Oxygen 探测，两个团队现在都将范围缩小到 14.18 左右的红移。
[2] James Webb Space Telescope 是 NASA、European Space Agency (ESA) 和 Canadian Space Agency (CSA) 的联合项目。
更多信息
这项研究发表在即将发表在《Astronomy & Astrophysics》(__https://aanda.org/10.1051/0004-6361/202452451) 和《The Astrophysical Journal》上的两篇论文中。
团队成员包括： 意大利领导的《Astronomy & Astrophysics》论文：Stefano Carniani (Scuola Normale Superiore, Pisa, Italy [SNS])、Francesco D’Eugenio (Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, Cambridge, UK [CAM-KIC]; Cavendish Laboratory, University of Cambridge, Cambridge, UK [CAM-CavL] and INAF – Osservatorio Astronomico di Brera, Milano, Italy)、Xihan Ji (CAM-KIC and CAM-CavL)、Eleonora Parlanti (SNS)、Jan Scholtz (CAM-KIC and CAM-CavL)、Fengwu Sun (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, USA [CfA])、Giacomo Venturi (SNS)、Tom J. L. C. Bakx (Department of Space, Earth, & Environment, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden)、Mirko Curti (European Southern Observatory, Garching bei München, Germany)、Roberto Maiolino (CAM-KIC, CAM-CavL and Department of Physics and Astronomy, University College London, London, UK [UCL])、Sandro Tacchella (CAM-KIC and CAM-CavL)、Jorge A. Zavala (National Astronomical Observatory of Japan, Tokyo, Japan)、Kevin Hainline (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, USA [UArizona-SO])、Joris Witstok (Cosmic Dawn Center, Copenhagen, Denmark [DAWN] and CAM-CavL)、Benjamin D. Johnson [CfA]、Stacey Alberts [UArizona-SO]、Andrew J. Bunker (Department of Physics, University of Oxford, Oxford, UK [Oxford])、Stéphane Charlot (Sorbonne Université, CNRS, Institut d’Astrophysique de Paris, Paris, France)、Daniel J. Eisenstein (CfA)、Jakob M. Helton (UArizona-SO)、Peter Jakobsen (DAWN and Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark)、Nimisha Kumari (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA)、Brant Robertson (Department of Astronomy and Astrophysics University of California, Santa Cruz, USA)、Aayush Saxena (Oxford and UCL)、Hannah Übler (CAM-KIC and CAM-CavL)、Christina C. Williams (NSF NOIRLab, Tucson, USA)、Christopher N. A. Willmer (UArizona-SO) 和 Chris Willott (NRC Herzberg, Victoria, Canada)。
荷兰领导的《The Astrophysical Journal》论文：Sander Schouws (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, the Netherlands [Leiden])、Rychard J. Bouwens (Leiden)、Katherine Ormerod (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Liverpool, United Kingdom [LJMU])、Renske Smit (LJMU)、Hiddo Algera (Hiroshima Astrophysical Science Center, Hiroshima University, Hiroshima, Japan and National Astronomical Observatory of Japan, Tokyo, Japan)、Laura Sommovigo (Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, USA)、Jacqueline Hodge (Leiden)、Andrea Ferrara (Scuola Normale Superiore, Pisa, Italy)、Pascal A. Oesch (Département d’Astronomie, Université de Genève, Versoix, Switzerland; Cosmic Dawn Center, Copenhagen, Denmark and Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark)、Lucie E. Rowland (Leiden)、Ivana van Leeuwen (Leiden)、Mauro Stefanon (Leiden)、Thomas Herard-Demanche (Leiden)、Yoshinobu Fudamoto (Center for Frontier Science, Chiba University, Chiba, Japan)、Huub Rottgering (Leiden) 和 Paul van der Werf (Leiden)。
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) 是一座国际天文设施，是 ESO、美国 National Science Foundation (NSF) 和日本 National Institutes of Natural Sciences (NINS) 之间合作的伙伴关系，并与智利共和国合作。 ALMA 的资金由 ESO 代表其成员国提供，NSF 与加拿大 National Research Council (NRC) 和台湾 National Science and Technology Council (NSTC) 合作提供，NINS 与台湾 Academia Sinica (AS) 和韩国 Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) 合作提供。 ALMA 的建造和运营由 ESO 代表其成员国领导； 由 Associated Universities, Inc. (AUI) 管理的 National Radio Astronomy Observatory (NRAO) 代表北美领导； 由 National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) 代表东亚领导。 Joint ALMA Observatory (JAO) 提供对 ALMA 建设、调试和运营的统一领导和管理。
European Southern Observatory (ESO) 使世界各地的科学家能够发现宇宙的秘密，从而造福所有人。 我们设计、建造和运营世界一流的地面天文台——天文学家使用这些天文台来解决令人兴奋的问题并传播对天文学的迷恋——并促进天文学方面的国际合作。 ESO 于 1962 年作为一个政府间组织成立，如今 ESO 得到了 16 个成员国（奥地利、比利时、捷克、丹麦、法国、芬兰、德国、爱尔兰、意大利、荷兰、波兰、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士和英国）以及智利主办国和澳大利亚作为战略合作伙伴的支持。 ESO 的总部及其游客中心和天文馆 ESO Supernova 位于德国慕尼黑附近，而智利的 Atacama 沙漠，一个拥有独特条件来观测天空的绝妙地方，拥有我们的望远镜。 ESO 运营着三个观测点：La Silla、Paranal 和 Chajnantor。 在 Paranal，ESO 运营着 Very Large Telescope 及其 Very Large Telescope Interferometer，以及 VISTA 等巡天望远镜。 同样在 Paranal，ESO 将主办并运营 Cherenkov Telescope Array South，这是世界上最大、最灵敏的伽马射线天文台。 与国际合作伙伴一起，ESO 在 Chajnantor 运营 ALMA，这是一个在毫米和亚毫米范围内观测天空的设施。 在 Paranal 附近的 Cerro Armazones，我们正在建造“世界上最大的天空之眼”——ESO 的 Extremely Large Telescope。 从我们在智利圣地亚哥的办事处，我们支持我们在该国的运营并与智利合作伙伴和社会互动。
链接
- 研究论文 (Carniani et al.)
- 研究论文 (Schouws et al.)
- ALMA 照片
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- 新的 ESO 分析证实了 Paranal 附近计划的工业园区造成的严重破坏
联系方式
Stefano Carniani Scuola Normale Superiore Pisa, Italy 电话：+39 050 509156 邮箱：stefano.carniani@sns.it
Sander Schouws Leiden University Leiden, The Netherlands 邮箱：sanderschouws@gmail.com
Eleonora Parlanti Scuola Normale Superiore Pisa, Italy 邮箱：eleonora.parlanti@sns.it
Rychard Bouwens Leiden Observatory, University of Leiden Leiden, The Netherlands 电话：+31 71 527 8456 邮箱：bouwens@strw.leidenuniv.nl
Jacqueline Hodge Leiden Observatory, University of Leiden Leiden, The Netherlands 电话：+31 71 527 8450 邮箱：hodge@strw.leidenuniv.nl
Gergö Popping European ALMA Regional Centre, European Southern Observatory 电话：+49 89 3200 6247 邮箱：gpopping@eso.org
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关于此版本
发布编号：| eso2507 ---|--- 名称：| JADES-GS-z14-0 类型：| 早期宇宙：星系 设施：| Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
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早期宇宙中最遥远的 Oxygen 探测
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已知最遥远星系中的 Oxygen 光谱
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JADES-GS-z14-0 的艺术家印象
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JADES-GS-z14-0 周围天空区域的广域视图
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在最遥远星系中发现 Oxygen
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放大 JADES-GS-z14-0
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