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美國宇航局/歐洲航天局哈勃空間望遠鏡天文臺的最新研究結果表明，早期宇宙中第一批恆星和星系的形成比預想的要早。 一個歐洲的天文學家小組並沒有發現第一代恆星的證據，這些恆星被稱為第三族群恆星，可以追溯到宇宙只有5億年的時候。
對最早的星系的探索仍然是現代天文學中的一個重大挑戰。 我們不知道宇宙中最早的恆星和星系是什麼時候或者怎樣形成的。 而這些問題卻可以通過哈勃空間望遠鏡的深度成像觀測來找到答案。哈勃望遠鏡使天文學家能夠觀察到宇宙大爆炸後5億年內的景象。
由歐洲航天局(ESA)的Rachana Bhatawdekar領導的一個歐洲研究小組著手研究宇宙早期的第一代恆星。這些恆星被稱為第三族群恆星，它們是由大爆炸產生的原始物質形成的。 第三族群恆星一定完全是由氫、氦和鋰構成的，在這些恆星的核心產生氧、氮、碳和鐵等較重元素之前，這些元素是唯一存在的元素。
Bhatawdekar和她的團隊通過研究MACS J0416星系團及其與哈勃空間望遠鏡的平行區域，探索了宇宙大爆炸後約5億年至10億年的早期宇宙(數據來自美國宇航局的斯皮策空間望遠鏡和歐洲南方天文臺的地面超大望遠鏡)。在談到新的結果時Bhatawdekar說：「我們沒有發現在這個宇宙時間間隔內存在第一代III 族恆星的證據，」
作為哈勃前沿領域項目的一部分，這一結果是通過哈勃空間望遠鏡的寬視場三號相機和先進的巡天相機實現的。這個項目(從2012年到2017年觀察了6個遙遠的星系團)產生了有史以來對星系團及其後面的星系進行的最深層次的觀察，這些星系被引力透鏡效應效應放大了，因此揭示出的星系比以前觀察到的要暗10到100倍。前景星系團的質量足夠大，可以彎曲和放大來自後方較遠天體的光線。這使得哈勃能夠使用這些宇宙放大鏡，來研究超出其名義操作能力的物體。
Bhatawdekar和她的團隊開發了一種新技術，可以移除明亮的前景星系中構成引力透鏡的光線。這使他們能夠發現質量比以前用哈勃望遠鏡觀測到的要低的星系，這個距離相當於宇宙不到10億年的時間。在宇宙時間的這一點上，缺乏奇特的恆星種群的證據和許多低質量星系的鑑定支持了這樣的觀點，即這些星系最有可能是宇宙再電離的候選者。早期宇宙中的再離子化階段，就是第一批恆星和星系電離中性星系介質的時候。
Bhatawdekar說「這些結果具有深遠的天體物理學意義，因為它們表明星系形成的時間肯定比我們想像的要早得多。這也強有力地支持了早期宇宙中的低質量/暗淡星系導致再電離的觀點。」
這些結果還表明，恆星和星系最早的形成時間比用哈勃空間望遠鏡探測到的時間要早得多。這為即將到來的NASA/ESA/CSA J詹姆斯·韋伯空間望遠鏡留下了一個令人興奮的進一步研究領域ーー研究宇宙中最早的星系。
這些結果是基於Bhatawdekar等人2019年的一篇論文，以及一篇即將發表在即將出版的《皇家天文學會月報》上的論文。這些結果也將在第236次美國天文學會會議的記者招待會上公布。
參與這項研究的歐洲天文學家小組由 R. Bhatawdekar和C.J. Conselice.
組成。
這個哈勃空間望遠鏡是美國宇航局和歐洲航天局之間的國際合作項目。位於馬裡蘭州格林貝爾特的美國宇航局戈達德太空飛行中心負責管理該望遠鏡。巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所(STScI)負責哈勃望遠鏡的科學操作。STScI由位於華盛頓特區的美國國家航空航天局大學天文研究協會運作。
作者：Rob Garner
FY: 頭鐵獺
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