詹姆斯·韋伯太空望遠鏡首次觀測到早期宇宙中富碳塵埃顆粒的化學特征
來源：骨軟筋酥網
時間：2025-12-05 05:53:33
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（神秘的遠鏡地球uux.cn）據劍橋大學：詹姆斯·韋伯太空望遠鏡首次觀測到早期宇宙中富碳塵埃顆粒的化學特征。
在更近的觀測宇宙中也觀察到了類似的觀察信號，并將其歸因于復雜的到早的化碳基分子，即多環芳烴(PAHs)。期宇然而，富碳人們認為多環芳烴不可能在宇宙時間的塵埃重慶外圍（外圍模特）微信199-7144-9724誠信外圍，十年老店第一個十億年內形成。
包括劍橋大學研究人員在內的學特國際團隊表示，韋伯可能觀察到了一種不同種類的詹姆宙中征碳基分子:可能是最早的恒星或超新星產生的微小石墨或類金剛石顆粒。他們的斯韋首次結果表明早期宇宙中的嬰兒星系比預期發展得快得多，發表在《自然》雜志上。伯太
我們宇宙中看似空無一物的空望顆粒空間實際上并不空無一物，而是充滿了氣體和宇宙塵埃。這些塵埃由各種大小和成分的顆粒組成，它們以各種方式形成并噴射到太空中，包括超新星事件。
這種物質對宇宙的演化至關重要，因為塵埃云最終會形成新恒星和行星的誕生地。然而，這些塵埃會吸收特定波長的恒星光，使得太空中的一些區域難以觀測。
有利的一面是，某些分子會持續吸收特定波長的光，或者與特定波長的光相互作用。這意味著天文學家可以通過觀察宇宙塵埃阻擋的光的波長來獲得關于宇宙塵埃成分的信息。
劍橋領導的天文學家團隊使用這種技術，結合韋伯非凡的靈敏度，在宇宙誕生僅10億年后就檢測到了富含碳的塵埃顆粒的存在。
“富含碳的塵埃顆粒在吸收波長約為217.5納米的紫外光方面特別有效，這是我們第一次在非常早期的星系光譜中直接觀察到的，”來自劍橋大學卡維利宇宙學研究所的首席作者喬里斯·維茨托克博士說。
這種217.5納米的特征此前在更近的局部宇宙中觀察到，包括我們自己的銀河系，并被歸因于兩種不同類型的碳基分子:多環芳烴(PAHs)或納米尺寸的石墨顆粒。
根據大多數模型，多環芳烴形成需要幾億年時間，因此如果研究小組觀察到了本不應形成的分子的化學特征，那將是令人驚訝的。然而，根據研究人員的說法，這一結果是這種富含碳的塵埃顆粒最早也是最遙遠的直接簽名。
答案可能在于所觀察到的細節。該小組觀察到的特征峰值在226.3納米，而不是與多環芳烴和微小石墨顆粒相關的217.5納米波長。小于10納米的差異可以用測量誤差來解釋。同樣，這也可能表明該團隊探測到的早期宇宙塵埃混合物的成分有所不同。
“這種吸收最強的波長的輕微移動表明我們可能看到了不同的顆粒組合，例如，石墨或類金剛石顆粒，”Witstok說，他也是悉尼蘇塞克斯學院的博士后研究助理。"這也有可能在短時間內由沃夫-瑞葉星或超新星爆發的物質產生."
先前的模型表明納米鉆石可以在超新星爆發的物質中形成；巨大而熾熱的沃夫-瑞葉星，活得快，死得早，將會給一代又一代的恒星足夠的時間來誕生、存活和死亡，在不到10億年的時間里將富含碳的顆粒散布到周圍的宇宙塵埃中。
然而，用現有的對宇宙塵埃早期形成的理解來完全解釋這些結果仍然是一個挑戰。這些結果將為改進模型的開發和未來的觀測提供信息。
隨著韋伯的出現，天文學家現在能夠對在宇宙時間的第一個十億年中看到的單個矮星系的光進行詳細的觀察。韋伯最終允許研究宇宙塵埃的起源及其在星系演化關鍵的第一階段中的作用。
“這一發現是由韋伯提供的近紅外光譜無與倫比的靈敏度改進，特別是其近紅外光譜儀(NIRSpec)所實現的，”合著者羅伯特·邁奧利諾教授說，他在卡文迪什實驗室和卡維利宇宙學研究所工作。“在可見光范圍內，韋伯提供的靈敏度增加相當于瞬間將伽利略的37毫米望遠鏡升級為8米超大望遠鏡，這是最強大的現代光學望遠鏡之一。”
該小組正計劃對這些數據和結果進行進一步的研究。“我們計劃與模擬星系中塵埃產生和增長的理論家合作，”亞利桑那大學/天體生物學中心(CAB)的合著者Irene Shivaei說。"這將揭示早期宇宙中塵埃和重元素的起源."
這些觀測是JWST高級深河外巡天計劃(JADES)的一部分。這個項目幫助發現了數百個在宇宙不到6億年時就存在的星系，包括一些迄今為止已知的最遠的星系。
“在我的整個職業生涯中，我一直在研究宇宙時間的第一個十億年中的星系，我們從來沒有想到會在如此遙遠的星系中發現如此清晰的宇宙塵埃信號，”來自利物浦約翰穆雷斯大學的合著者倫斯克·斯密特博士說。“來自JWST的超深數據向我們展示了由類金剛石塵埃組成的顆粒可以在最原始的系統中形成。這完全推翻了塵埃形成的模型，并開辟了一條研究最初星系化學富集的全新途徑。”
