一支国际化的天文团队将NASA的哈勃太空望远镜的作用发挥到了极限，观测到了迄今为止宇宙中被探测到的最远的星系，打破了宇宙探测的记录。这个明亮到令人惊叹的婴儿星系叫做GN-z11，我们看到的是它在134亿年前的样子，那仅仅是宇宙大爆炸之初的4亿年。GN-z11位于大熊座的所在方向。
这个动画展示了迄今为止见到的最遥远的星系GN-z11的位置。视频开始定位在北斗星，接着展示了大熊座。之后放大到星系的北区，以该年轻星系的哈勃图像而结束。GN-z11展示的是其在134亿年以前的样子，在宇宙大爆炸后仅4亿年，那时的宇宙仅有目前宇宙年龄的百分之三。
视频来源：视频-NASA，ESA（欧洲太空局）和G. Bacon(STScI)；科学-NASA，ESA（欧洲太空局），P. Oesch (耶鲁大学), G. Brammer (STScI), P. van Dokkum (耶鲁大学), and G. Illingworth (加州大学圣克鲁斯分校)
“我们已经比过去迈出了重要的一步，这已经超过了我们对哈勃望远镜功能的预期。我们观测到的GN-z11处在在宇宙只有现在年龄的百分之三的时代。”来自耶鲁大学的首席研究员Pascal Oesch解释道。这个团队由来自耶鲁大学，太空望远镜科学研究所（STScl）和加利福尼亚大学的科学家们组成。
天文学家们正在逐渐向宇宙形成的第一批星系们靠近。哈勃望远镜的新观测结果带领天文学家们来到了一个新领域，一个被认为直到只有NASA即将推出的詹姆斯•韦伯太空望远镜发射后才能企及的领域。
这次的观测结果证明了以前在哈勃望远镜提供的图像中发现的亮度极高的星系真的存在在极深的宇宙中。早前，该小组已经利用哈勃与NASA斯皮策太空望远镜的图像数据，通过颜色来估算了GN-z11的距离。由于这是迄今为止发现的最遥远的星系，这个团队现在用哈勃三号宽视场相机以及光谱的方法（将光分解成它的组成色）来精确测量GN-z11的距离。
图片来源：NASA，ESA（欧洲太空局），B. Robertson (加州大学圣克鲁斯分校), A. Feild (STScI)
天文学家通过确定星系的“红移”来测量它的距离。“红移”现象是宇宙扩张的结果，宇宙中任一远处物体似乎都在远离我们，因为它们的光线穿过正在膨胀的空间，到达我们的望远镜时，都被拉伸到波长更长，更红的波段。“红移”越大，该星系距离我们越远。
“我们的光谱分析结果显示该星系比我们最初想象的还要遥远，刚好处于哈勃望远镜可观测的极限。”该研究的第二作者，来自STScl的Gabriel Brammer说。
在天文学家确定GN-z11的位置之前，用光谱测量出的最遥远的星系的红移是8.68（看到的是其132亿年前的样子）。现在，这个团队确定GN-z11的红移为11.1，离宇宙大爆炸近了将近2亿年。“这是哈勃望远镜的超凡成就。它可以打破之前保持了很多年的来自地面大型望远镜的记录。”来自耶鲁大学的研究员Pieter van Dokkum说，“这个新记录可能将保持到詹姆斯•韦伯太空望远镜的发射。”
哈勃和斯皮策太空望远镜成像的综合结果显示GN-z11比银河系小25倍，并且只有我们星系中恒星质量的百分之一。然而，这个新生的星系成长速度很快，恒星形成的速率大约是现今我们星系的20倍。这使这个遥远的星系有足够大的亮度，让天文学家们能够寻找并用哈勃和斯皮策望远镜细致观测它。
此次的研究结果为揭示宇宙的最初状态提供了线索。“一个如此庞大的星系竟然存在于第一颗恒星产生后的2亿至3亿年间，这令人惊讶。只有拥有极高的生长速率和产星率，才能够在极短时间内形成了10亿倍太阳质量的星系。”加州大学圣克鲁斯分校研究员SantaCruz解释道。
这些发现为2018年詹姆斯•韦伯太空望远镜发射后的观测项目提供了一个诱人的预览。“哈勃和斯皮策已经进入了韦伯的观测领域。”Oesch说。
“这些新发现说明韦伯望远镜将一定会发现更多像这样的可以回溯至第一代星系形成时的年轻星系。”Ilingworth补充说。
此次发现也对NASA计划的的宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）产生了重要的影响，该望远镜同样将拥有发现此类明亮、极遥远星系的能力。
该团队的发现已被天体物理学期刊接收并将发表在新近一期。
哈勃望远镜是NASA与欧洲航天局的国际合作项目产物。位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心负责管理哈勃望远镜。位于巴尔的摩的太空望远镜科学研究所（STScl）进行哈勃科学任务。STScI由位于华盛顿的大学天文研究联合组织运行。（校核：Yuk-Ming）
发表于 2016-3-20 01:52
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