哈勃望远镜发现最古老、最遥远的星系

这些图像是对哈勃超深场图像的局部放大，以便看清星系UDFj-39546284。此照片属于“哈勃超深场广角相机3号/红外波段”（HUDF WFC3/IR）图像。科学家认为星系UDFj-39546284距离地球达132亿光年，是迄今已知最古老，最遥远的星系。这张图像发布于2010年1月26日。

理解星系起源

除了UDFj-39546284之外，研究人员此次还考察了另外一些稍“年轻”的星系，它们形成于大爆炸后约6.5亿年。他们发现这两部分年龄相差仅1.7亿年的星系之间存在巨大的差异，年轻星系的恒星新生率想比年老星系在1.7亿年内翻了10倍。

来自加州大学圣克鲁兹分校的合作者加斯·伊林沃斯(Garth Illingworth)说：“考虑到时间间隔如此之短，这样的增长是惊人的，要知道，这一时间间隔仅仅相当于现在宇宙年龄的1%”

研究小组同时也注意到了两个不同时代星系数量上存在的巨大差异。他们只找到了一个诞生于大爆炸后4.8亿年的古老星系，但却找到了50多个比它晚1.7亿年的星系。

这项最新的观测将有助于天文学家们更好的理解宇宙中最早的星系是如何聚合并成长的。鲍温斯表示：“我们确信目睹了呈现等级结构性的成长方式，这非常让人惊讶。”

宇宙的再电离

这项最新研究同样有助于解开一个天文学中的一个古老谜题。 有证据表明，在大爆炸发生后大约30万年，宇宙中的氢以中性形式存在，即它不携带电荷。然而大约过了10亿年，有某种机制产生了超量的辐射，造成大部分的氢发生电离，即变成分离的电子和质子。

“这次的研究可以揭示这样一个事实，那就是可探测到的，那时存在的恒星和星系仅能提供大约12%理论上造成如此电离所需的辐射，”来自空间望远镜研究所的瑞秋·索莫维尔(Rachel Somerville)说。“因此，这确实是一个需要进一步研究的问题。”不过他本人并未参与这项研究工作。

此次的结果可能暗示，像UDFj-39546284这样的早期星系可能对宇宙的再电离起到了一部分作用。但是光考虑它们的作用无法解释那样程度的电离过程，因此必定还存在某种未知的神秘辐射源在起作用。

鲍温斯表示，在这方面，他的小组此次的研究是无法明确解答的。要想彻底弄清楚宇宙再电离的谜底，科学家们需要更多的数据。

“在红移值为10的情况下，我们不敢贸然估算这些暗弱的星系究竟有多少，因此只能做保守的估计。不过如果被证实它们的数量要高于我们之前的估计的话，那么它们在早期宇宙中所起的作用可能会更加重要。”