最遙遠星系中發現氧元素

據20日發表在《天文學與天體物理學》和《天體物理學雜志》的兩篇論文，兩個不同天文學家團隊借助阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA），在已知最遙遠的星系JADES-GS-z14-0中發現了氧元素。這一突破性發現將促使天文學家重新思考早期宇宙中星系形成的速度。

JADES-GS-z14-0于2024年由韋布空間望遠鏡發現，是迄今為止確認的最遙遠星系，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。新發現的氧氣表明，該星系的化學成熟度遠超預期。

《天體物理學雜志》論文作者表示，這就像是在只能找到嬰兒的地方發現了一個青少年。研究表明，該星系形成得非常迅速，并且也在快速成熟，這進一步增加了星系形成速度遠超預期的證據。

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成。隨著恒星的演化，它們會產生氧等重元素，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的重元素含量比預期高出約10倍。

《天文學與天體物理學》論文作者表示，這些意想不到的結果為天文學家打開了看待星系演化早期階段的新視角。證據表明，在宇宙嬰兒期，星系就已經成熟，這引發了關于星系何時以及如何形成的問題。

氧元素的發現還讓天文學家能夠更準確地測量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公里的距離上準確到5厘米，有助于天文學家更深入地了解遙遠星系的特性。