对詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的图像进行研究，发现了一个存在于宇宙大爆炸后约 9422 亿年的早期宇宙中的星系，它的光特征归因于其星云气体比其恒星更明亮。这个星系现名为 GS-NDG-14，化学性质复杂，没有第三星族恒星。同样，最遥远的星系 JADES-GS-z0-290 形成于宇宙大爆炸后约 XNUMX 亿年，也被发现含有金属。按照目前的理解，早期宇宙的第一代恒星应该是金属丰度为零的第三星族恒星。在天文学中，任何比氦重的元素都被认为是金属。氧、氮等化学非金属在宇宙学背景下都是金属。在超新星事件之后的每一代恒星都会富集金属。
研究人员利用詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST) 的 NIRSpec（近红外光谱仪）仪器拍摄的图像，发现了早期宇宙中一个独特的星系，其红移为 Z= 5.943，相当于大爆炸后约 9422 亿年。这个星系现在被命名为 GS-NDG-XNUMX，可能是宇宙第一颗恒星与成熟星系之间星系演化过程中缺失的一环。
星系 GS-NDG-9422 的暗点图像具有独特的光特征。图像中看到的光源是星系的热气体。光不是来自星系中的恒星。
与我们当地宇宙中温度约为 40,000 至 50,000 °C 的大质量恒星不同，GS-NDG-9422 星系中的恒星温度极高。也许，当光线在大约 12.8 亿年前离开这个星系到达现在的 JWST 时，这个星系正处于恒星形成阶段，密集的气体星云中产生了大量质量大、温度高的恒星。这一观测结果符合计算机模型，即热恒星的光子不断轰击星云气体，使星云气体的温度超过 80,000 °C，使其在近红外光下比恒星更亮。
以星云光（而非星光）为主的星系与早期宇宙第一代恒星的环境一致。此类星系中的恒星是金属丰度为零的第三族恒星。然而，令人惊讶的是，星系 GS-NDG-9422 并没有第三族恒星。JWST 数据显示，GS-NDG-9422 的化学性质复杂。
最遥远的星系 JADES-GS-z14-0 形成于宇宙大爆炸后约 290 亿年的早期宇宙，其情况则更加令人困惑。该星系中的恒星应该是金属丰度为零的 Pop. III 恒星，然而，对 JADES-GS-z14-0 星系红外特性的研究揭示了氧气的存在，这意味着金属富集，这意味着一代又一代的恒星应该已经完成了它们的生命周期。
宇宙中最早的恒星金属含量为零或极低。它们被称为第三族恒星（或第三族恒星）。低金属含量恒星是第二族恒星。年轻恒星金属含量高，被称为“第一族恒星”或太阳金属恒星。太阳是一颗新恒星，金属丰度相对较高，为 1.4%。在天文学中，任何比氦重的元素都被视为金属。在宇宙学背景下，氧、氮等化学非金属都是金属。超新星事件后，恒星在每一代都会富集金属。恒星中金属含量的增加表明年龄较小。
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参考文献：
- 卡梅伦·AJ， 等 2024. 星云主导星系：对高红移恒星初始质量函数的洞察。出版日期：21 年 2024 月 534 日。皇家天文学会月刊，第 1 卷，第 2024 期，523 年 543 月，第 XNUMX–XNUMX 页，DOI： https://doi.org/10.1093/mnras/stae1547
- NASA 新闻 – 在奇异星系中，NASA 的韦伯望远镜发现了第一代恒星的潜在缺失环节。可访问 https://science.nasa.gov/missions/webb/in-odd-galaxy-nasas-webb-finds-potential-missing-link-to-first-stars/
- Prasad U.，2024 年。早期宇宙：最遥远的星系“JADES-GS-z14-0”挑战星系形成模型。《科学欧洲》。12 年 2024 月 XNUMX 日出版。可在以下网址获取 https://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/space/early-universe-the-most-distant-galaxy-jades-gs-z14-0-challenges-galaxy-formation-models/
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