詹姆斯·韦伯太空望远镜探测到宇宙最遥远

　　天文学家使用韦伯望远镜在一个超过120亿光年的星系中发现了复杂有机分子的证据。这个星系与第二个星系几乎完美地排成一行，距离我们在地球上的视角只有30亿光年。在这张假色韦伯图像中，前景星系显示为蓝色，而背景星系为红色。有机分子用橙色突出显示。鸣谢:J. Spilker / S. Doyle、美国航天局、欧空局、加空局

　　据伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（路易斯·约克苏里安）：研究人员在距离地球超过120亿光年的星系中检测到了复杂的有机分子，这是目前已知这些分子存在的最遥远的星系。多亏了最近发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜的能力和研究小组的仔细分析，一项新的研究为早期宇宙中第一个星系中发生的复杂化学相互作用提供了重要的见解。

　　伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校天文学和物理学教授Joaquin Vieira和研究生Kedar Phadke与德克萨斯A&M大学的研究人员和一个国际科学家小组合作，区分星系中一些质量更大、体积更大的尘埃颗粒产生的红外信号和新观察到的碳氢化合物分子产生的红外信号。

　　这项研究结果发表在《自然》杂志上。

　　维埃拉说:“这个项目始于我在研究生院研究难以探测的、被尘埃遮蔽的非常遥远的星系的时候。”尘埃颗粒吸收并重新发射宇宙中产生的大约一半的恒星辐射，使得来自遥远物体的红外光变得极其微弱或用地面望远镜无法探测到

　　在这项新研究中，JWST受到了研究人员所谓的“自然放大镜”的推动——这种现象被称为引力透镜。维埃拉说:“从地球的角度来看，当两个星系几乎完全对齐，背景星系的光被前景星系扭曲并放大成环状，称为爱因斯坦环，这种放大就会发生。”

　　韦伯观察到的星系显示了一个爱因斯坦环，这是由一种被称为引力透镜的现象引起的。署名:s·道尔/j·斯皮克

　　该团队将JWST聚焦在SPT0418-47上——这是一个使用美国国家科学基金会南极望远镜发现的物体，此前被确定为一个被尘埃遮蔽的星系，通过引力透镜放大了约30至35倍。研究人员说，SPT0418-47距离地球120亿光年，相当于宇宙不到15亿年的时间，约为其当前年龄的10%。

　　“在获得引力透镜和JWST的联合力量之前，我们既不能通过所有的尘埃看到也不能从空间上分辨实际的背景星系，”Vieira说。

　　来自JWST的光谱数据表明，SPT0418-47中模糊的星际气体富含重元素，这表明几代恒星已经存在和死亡。研究人员检测到的特定化合物是一种叫做多环芳烃(PAH)的分子。在地球上，这些分子可以在内燃机或森林大火产生的废气中找到。研究人员说，这些有机分子由碳链组成，被认为是最早生命形式的基本组成部分。

　　“这项研究现在告诉我们——我们仍在学习——我们可以看到这些较小的尘埃颗粒所在的所有区域——这些区域在JWST之前我们永远也不会看到，”Phadke说。“新的光谱数据让我们观察星系的原子和分子组成，为星系的形成、生命周期和演化提供了非常重要的见解。”

　　“我们没想到会这样，”维埃拉说。“在如此遥远的距离探测这些复杂的有机分子，对于未来的观测来说是一个改变游戏规则的事件。这项工作只是第一步，我们现在正在学习如何使用它，学习它的能力。我们非常期待看到这一结果。”

　　维埃拉说:“我在写论文时发现的星系有一天会被JWST观测到，这真是太酷了。”。“我感谢美国纳税人、国家科学基金会和国家航空航天局资助和支持小组委员会和JWST。如果没有这些仪器，这项发现可能永远也不会实现。”