詹姆斯·韦伯太空望远镜发现宇宙最大恒星
据法新社（皮埃尔·塞勒里耶）：詹姆斯·韦伯太空望远镜已经帮助天文学家探测到超大质量恒星的第一个化学迹象，“天体怪物”在早期宇宙中发出数百万个太阳的亮度。
迄今为止，在任何地方观察到的最大的恒星的质量大约是
【千问解读】
梅西耶-15的图像，这是一个球状星团，拥有多达一百万颗紧密排列的恒星。
据法新社（皮埃尔·塞勒里耶）：詹姆斯·韦伯太空望远镜已经帮助天文学家探测到超大质量恒星的第一个化学迹象，“天体怪物”在早期宇宙中发出数百万个太阳的亮度。
迄今为止，在任何地方观察到的最大的恒星的质量大约是我们太阳的300倍。
但是在一项新的研究中描述的超大质量恒星估计有5000到10000个太阳的质量。
这项研究背后的欧洲研究人员团队此前在2018年提出了超大质量恒星存在的理论，试图解释天文学的一个重大谜团。
几十年来，天文学家一直对被称为球状星团的不同恒星组成的巨大差异感到困惑。
这些星团大多非常古老，可以在一个相对较小的空间内包含数百万颗恒星。
天文学的进步揭示了越来越多的球状星团，它们被认为是宇宙第一批恒星和第一批星系之间缺失的一环。
我们的银河系有超过1000亿颗恒星，大约有180个球状星团。
但问题仍然存在:尽管推测所有的恒星都是在同一时间从同一团气体中诞生的，为什么这些星团中的恒星有如此多的化学元素？
横冲直撞的“种子明星”
许多恒星都有需要大量热量才能产生的元素，比如铝，需要高达7000万摄氏度的温度。
这远远高于恒星被认为在其核心达到的温度，大约为1500-2000万摄氏度，类似于太阳。
因此，研究人员提出了一个可能的解决方案:一颗狂暴的超大质量恒星喷射出化学“污染”。
他们认为这些巨大的恒星是由紧密排列的球状星团中的连续碰撞产生的。
日内瓦大学天体物理学家、该研究的主要作者科琳·夏邦内尔(Corinne Charbonnel)告诉法新社记者，“一种种子恒星会吞噬越来越多的恒星”。
她补充说，它最终会变得“像一个巨大的核反应堆，不断以物质为食，这将喷出大量的物质”。
她补充说，这些被丢弃的“污染”将反过来滋养年轻的正在形成的恒星，在它们越接近超大质量恒星时，给它们更多种类的化学物质。
但是团队仍然需要观察来支持他们的理论。
就像找到一根骨头
他们在银河系GN-z11中发现了它们，该星系距离我们超过130亿光年——我们从它身上看到的光来自宇宙大爆炸后仅仅4.4亿年。
它是由哈勃太空望远镜在2015年发现的，直到最近还保持着观测到的最古老星系的记录。
这使得它成为哈勃的继任者詹姆斯·韦伯最强大的太空望远镜的早期目标，该望远镜于去年开始发布其第一次观测结果。
韦伯提供了两条新线索:球状星团中恒星密度惊人，最重要的是，存在大量的氮。
制造氮需要真正极端的温度，研究人员认为只有超大质量恒星才能产生氮。
“多亏了詹姆斯·韦伯太空望远镜收集的数据，我们相信我们已经找到了这些非凡恒星存在的第一条线索，”夏邦内尔在一份声明中说，该声明还称这些恒星为“天体怪物”。
Charbonnel说，如果该小组的理论以前是“我们超大质量恒星的一种足迹，这有点像找到一块骨头”。
“我们正在猜测这一切背后的野兽的头，”她补充说。
但是几乎没有希望直接观察到这种野兽。
科学家们估计超大质量恒星的预期寿命只有大约200万年——在宇宙时间尺度上只是一眨眼的功夫。
然而，他们怀疑球状星团在大约20亿年前就已经存在，他们还可以揭示更多他们曾经拥有的超大质量恒星的痕迹。
这项研究发表在本月的《天文学和天体物理学》杂志上。
詹姆斯·韦伯太空望远镜新数据发现神秘古
这张JWST NIRCAM图像显示了一个红盘宇宙岛，但仅凭图像很难与其他物体区分开来。
用JWST对它的光进行光谱分析揭示了它的异常性质——它形成于大约130亿年前，尽管它包含的太阳质量比我们今天的银河系多约4倍。
致谢:uux.cn/詹姆斯·韦伯太空望远镜 据斯温伯恩科技大学布雷克·卡特：在对110多亿年前不应该存在的比银河系更大的太阳群体进行新的观测后，我们对宇宙岛形成方式和暗物质性质的理解可能会被完全颠覆。
今天发表在《自然》杂志上的一篇论文详细介绍了利用JWST詹姆斯·韦伯太空望远镜的新数据得出的发现。
结果发现，早期宇宙中的一个大质量宇宙岛——在115亿年前观测到宇宙红移为3.2——有一个形成时间早得多的极其古老的太阳群——时间早15亿年红移约为11。
这一观测颠覆了当前的模型，因为没有足够的暗物质聚集成足够的浓度来孕育它们的形成。
斯威本科技大学的杰出教授卡尔·格雷泽布鲁克领导了这项研究和国际团队，他们使用JWST对这个很大的静止宇宙岛进行了光谱观测。
“我们已经追踪这个特殊的宇宙岛七年了，并用地球上最大的两台望远镜观察了几个小时，以确定它的年龄。
但是它太红太暗了，我们无法测量。
最后，我们不得不离开地球，利用JWST来证实它的性质。
” 宇宙岛的形成是支柱现代天体物理学的一个基本范式，并预测在宇宙早期大质量宇宙岛的数量将大幅减少。
早在宇宙大爆炸后10到20亿年，人们就观察到了质量极大的静止宇宙岛，这挑战了以前的理论模型。
杰出的Glazebrook教授与世界各地的重要研究人员合作，包括来自Swinburne天体物理学和超级计算中心的Themiya Nanayakkara博士、Lalitwadee Kawinwanichakij博士、Colin Jacobs博士、Harry Chittenden博士、Glenn G Kacprzak副教授和Ivo Labbe副教授。
“这在巨大程度上是一个团队的努力，从我们2010年开始的红外天空调查开始，我们发现这个宇宙岛不寻常，到我们在凯克和超大型望远镜上花了很多时间尝试，但未能证实它，直到最终一年，我们花了很大的努力来解决如何处理JWST数据和分析这个光谱。
” 领导JWST数据光谱分析的Themiya Nanayakkara博士说，，“我们现在正在超越可能确认宇宙深处存在的最古老的大规模静止怪物。
这拓展了我们目前对宇宙岛形成和演化的理解。
现在的关键问题是，它们如何在宇宙的早期形成得如此之快，以及当宇宙的其他部分突然形成太阳时，是什么神奇的机制导致它们停止形成太阳。
” 国际射电天文学研究中心ICRAR西澳大利亚大学节点的Claudia Lagos副教授在为这项研究开发暗物质浓度演变的理论模型方面至关主要。
“宇宙岛的形成在巨大程度上是由暗物质如何集中决定的，”她说。
“在宇宙中这么早就拥有这些质量极大的宇宙岛对我们的宇宙学标准模型构成了重大挑战。
这是因为我们认为容纳这些大质量宇宙岛的大质量暗物质结构还没有时间形成。
需要更多的观测来了解这些宇宙岛可能有多常见，并帮助我们了解这些宇宙岛的真实质量有多大。
” 格雷泽布鲁克希望这可以为我们理解暗物质的物理学打开一个新的大门，他说:“JWST已经发现越来越多的证据表明大规模宇宙岛在早期形成。
这一结果制造了这一现象的新纪录。
虽然它非常引人注目，但它只是一个对象。
但我们希望找到更多，如果我们找到了，这将真正颠覆我们对宇宙岛形成的想法。
”
詹姆斯·韦伯太空望远镜以惊人的详情观察
这台价值100亿美元的望远镜拍摄的宇宙肖像宝藏揭示了从该仪器在太空中的有利位置看到的非常详细、非常惊人的螺旋正面视图。
这些JWST图像在交付过程中让天文学家特别兴奋，因为它们强调了当以JWST所能提供的精度观察时，没有两个宇宙岛是相同的。
这些观测是邻近宇宙岛高角分辨率物理学PHANGS项目的一部分，特别突出了这些宇宙岛中的气体和尘埃结构，为天文学家提供了银河系等螺旋宇宙岛如何形成太阳的线索。
“JWST的新图像是非凡的，”巴尔的摩的太空望远镜科学研究所战略倡议项目科学家李秀媛在一份声明中说。
“即使对研究这些宇宙岛数十年的研究人员来说，它们也令人兴奋不已。
气泡和细丝被分解到有史以来观察到的最小尺度，并讲述了一个关于太阳形成周期的故事。
” 这些图像显示了由JWST的中红外仪器MIRI捕捉到的发光的橙色尘埃带。
由19张螺旋宇宙岛的JWST图像组成的mosiac图片来源:uux.cn/美国国家航空航天局、欧空局、加拿大空间局、STScI、李秀媛STScI、Thomas Williams牛津、PHANGS团队 同一台仪器还捕捉到了仍在形成过程中的太阳，它们被包裹在气体和尘埃的外壳中，并从中聚集质量。
那些信封可以被视为尘埃带顶峰的红色“种子”。
阿尔伯塔大学物理学教授埃里克·罗索洛夫斯基在声明中说:“在这些地方我们可以找到宇宙岛中最新、最大质量的太阳。
” 新拍摄的螺旋宇宙岛的这一方面在棒旋宇宙岛NGC 1300的图像中尤为突出，该宇宙岛位于6900万光年之外的波江座。
橙色尘埃带顶端的棒旋宇宙岛NGC 1300带有新生的红色太阳图片来源:uux.cn/美国国家航空航天局、欧空局、加拿大航天局、STScI、j . LeeSTScI、T. Williams牛津、PHANGS团队 JWST的近红外相机NIRCam捕捉到的图像中，数百万颗更成熟的太阳像璀璨的蓝色宝石一样闪耀在橙色的气体和尘埃带中。
其中一些蓝星聚集在一起，而另一些则分散在各自的宇宙岛中。
在JWST·潘格斯拍摄的螺旋宇宙岛NGC 7496的图像中，可以清晰地看到这些酷热的蓝星。
该宇宙岛位于距地球2400万光年的天鹅座内。
年长的蓝星穿过NGC 7496的橙色气体图片来源:uux.cn/美国国家航空航天局、欧空局、加空局、STScI、j . LeeSTScI、T. Williams牛津、PHANGS团队 令检查这些JWST成像螺旋宇宙岛的天文学家惊讶的是，这台强大的太空望远镜还在气体和尘埃带中发现了几个空洞。
俄亥俄州立大学天文学教授亚当·勒罗伊在声明中说:“这些洞可能是由一颗或多颗太阳爆炸产生的，在星际物质中切出很大的洞。
” 当作PHANGS计划的一部分，JWST拍摄的宇宙岛之一NGC 5068位于距离地球2000万光年的处女座中，似乎被这样的大空洞所占据。
螺旋宇宙岛NGC 5068中充满了空洞，这些空洞可能是由大质量太阳爆炸清理出来的。
图像鸣谢:uux.cn/美国国家航空航天局、欧空局、加空局、空间科学技术委员会、j .李空间科学技术委员会、T. Williams牛津、PHANGS团队 当然，任何螺旋宇宙岛最令人惊叹的特征之一都与从密集太阳的中心核辐射出的“手臂”有关，这些手臂形成了一个标志性的螺旋。
通过追踪这些臂，天文学家可以找到发光气体和尘埃的扩展区域。
“这些结构在宇宙岛的某些部分往往遵循相同的模式，”Rosolowsky解释说。
“我们认为这些就像波，它们的间距告诉我们很多关于宇宙岛如何分布其气体和尘埃的信息。
” 因为致密的气体和尘埃云坍塌形成新的太阳，详细研究这些结构可以提供宇宙岛中太阳形成的强烈爆发是如何触发、维持和关闭的关键信息。
可以说，这些旋臂从未像JWST新拍摄的NGC 628影像那样充满活力和生机。
NGC 628是一个位于3200万光年外的双鱼座螺旋宇宙岛。
在图像中，宇宙岛的手臂似乎正在喷射气体和尘埃，就像璀璨的橙色喷漆。
NGC 628的旋臂位于3200万光年之外的双鱼座。
图像鸣谢:uux.cn/美国国家航空航天局、欧空局、加空局、空间科学技术委员会、j .李空间科学技术委员会、T. Williams牛津、PHANGS团队 此外，当作该观测项目的一部分，JWST观测到的一些宇宙岛显示出遍布其中心区域的粉红色和红色衍射尖峰。
马克斯·普朗克天文研究所的科学家Eva Schinnerer在声明中说:“这是一个明显的迹象，表明可能存在一个活跃的超大质量黑洞。
”“或者，靠近中心的星团太亮了，以至于它们已经饱和了图像的那个区域。
“ 这可以在NGC 1365的JWST图像中看到，它位于距离地球5600万光年的天炉座内。
螺旋宇宙岛NGC 1365带有粉红色的衍射尖峰，这可能表明在这个宇宙岛的中心有一个活跃的超大质量黑洞图片来源:uux.cn/美国国家航空航天局、欧空局、加拿大航天局、STScI、j . LeeSTScI、T. Williams牛津、PHANGS团队 从这19幅螺旋宇宙岛图像中可以明显看出，宇宙岛似乎是由内而外生长的，这意味着太阳的诞生始于宇宙岛的中心，然后通过这些旋臂向外辐射。
这意味着离宇宙岛核心越远的太阳越有可能相对年轻，古老的太阳大多聚集在宇宙岛的中心。
牛津大学博士后研究员霍马斯·威廉姆斯homas Williams在声明中说:“我觉得我们的团队一直处于被这些图像中的大量详情所淹没的状态——以一种积极的方式。
”，
