據(jù)20日發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》和《天體物理學(xué)雜志》的兩篇論文，兩個不同天文學(xué)家團(tuán)隊借助阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA），在已知最遙遠(yuǎn)的星系JADES-GS-z14-0中發(fā)現(xiàn)了氧元素。這一突破性發(fā)現(xiàn)將促使天文學(xué)家重新思考早期宇宙中星系形成的速度。
JADES-GS-z14-0于2024年由韋布空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，是迄今為止確認(rèn)的最遙遠(yuǎn)星系，距地約134億光年，這意味著人們看到的是其宇宙年齡僅為3億年（大爆炸后3億年）時的樣子。新發(fā)現(xiàn)的氧氣表明，該星系的化學(xué)成熟度遠(yuǎn)超預(yù)期。
《天體物理學(xué)雜志》論文作者表示，這就像是在只能找到嬰兒的地方發(fā)現(xiàn)了一個青少年。研究表明，該星系形成得非常迅速，并且也在快速成熟，這進(jìn)一步增加了星系形成速度遠(yuǎn)超預(yù)期的證據(jù)。
星系通常在生命伊始就充滿了年輕的恒星，這些恒星主要由氫和氦等輕元素構(gòu)成。隨著恒星的演化，它們會產(chǎn)生氧等重元素，這些元素在恒星死亡后被散布到其所在的星系中。研究人員曾認(rèn)為，在宇宙3億歲時，它仍然太年輕，不可能有富含重元素的星系。然而這兩項新研究表明，JADES-GS-z14-0的重元素含量比預(yù)期高出約10倍。
《天文學(xué)與天體物理學(xué)》論文作者表示，這些意想不到的結(jié)果為天文學(xué)家打開了看待星系演化早期階段的新視角。證據(jù)表明，在宇宙嬰兒期，星系就已經(jīng)成熟，這引發(fā)了關(guān)于星系何時以及如何形成的問題。
氧元素的發(fā)現(xiàn)還讓天文學(xué)家能夠更準(zhǔn)確地測量JADES-GS-z14-0的距離。此次測量誤差僅為0.005%，這種精度類似于在1公里的距離上準(zhǔn)確到5厘米，有助于天文學(xué)家更深入地了解遙遠(yuǎn)星系的特性。
