利用詹姆斯·韦伯太空望远镜的数据，杰奎琳·安特维·丹索正在研究遥远的“淬火”星系发出的光，以了解它们的化学成分和其他特性(photo by Andy Jibb)
（神秘的地球）据多伦多大学（蒂娜·阿达莫普洛斯）：20世纪90年代，天文学家发现两个遥远的大质量星系已经完全停止或“淬灭”了恒星形成，我们认为我们对星系形成的一切都受到了质疑。
多伦多大学艺术与科学学院天文学和天体物理学系NSERC Banting博士后Jacqueline Antwi-Danso说：“这一发现意味着这些星系[必须]比宇宙的年龄大，这在物理上是不可能的。”。
“当我们观察这些遥远淬灭星系的形成历史时，观察表明，与我们在宇宙学模拟中看到的相比，它们形成得太快、太早了。”
与银河系等熟悉的大质量星系不同，银河系有多达一万亿颗恒星，其特征是明亮的、螺旋状的活跃恒星形成臂，而遥远的、淬灭的星系由老恒星组成，看起来像橙红色的小斑点。这是因为由于宇宙的膨胀，它们的光被“拉伸”到红外波长，这也使它们更暗，更难被发现。
此外，所讨论的遥远星系是在大爆炸（发生在近140亿年前）的10亿年内形成的。换句话说，它们形成恒星的速度非常快，与当今观测到的任何星系都不同。
更好地了解这些遥远的星系是研究人员的首要任务，因为它们的极端恒星形成过程非常接近当前星系形成物理学所允许的极限。
在多伦多大学，Antwi-Danso正在寻找宇宙中最早的遥远淬灭星系，并对了解这些星系是如何形成的以及何时停止产生恒星特别感兴趣。她在得克萨斯州农工大学攻读博士学位时参与了一项研究，该研究得出了两个关键发现。第一个是发现了两个新的遥远淬灭星系，这证实了目前关于这些遥远星系如何形成的想法——“即，”Antwi-Danso说，“根据理论预测，这些星系形成得太早、太快。”
这项研究使用了位于智利的双子座南天文台的8米望远镜，并使用新的成像滤光片对大面积的天空进行了调查，还强调了天文学家可以可靠地使用地面望远镜观测到125亿年前的遥远淬灭星系。研究人员说，探测任何比这更早的星系都需要天基数据。
天文学家现在正在重新思考长期以来的星系形成模型，因为他们观察到遥远的淬灭星系，这些星系的中心有超大质量黑洞，会发出高能辐射。Antwi-Danso说，这很重要，因为恒星和超大质量黑洞发光的不同模型会影响对这些遥远星系物理性质的估计。
利用天基技术的力量
遥远的星系很难被探测到，因为它们发出的光被转移到红外波长，而红外波长大多被地球大气层阻挡。因此，Antwi Danso研究的下一阶段将利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的力量。
JWST于2021年12月发射，其灵敏度比最大的地面红外望远镜高出约100倍，可以在其前身的一小部分时间内观测星系。事实上，在运行的短短两年内，它使最遥远、淬灭星系的光谱观测数量翻了一番。
为了进一步观察她在智利发现的两个遥远星系，Antwi-Danso将使用JWST数据来检查它们的光谱——这些星系在一定波长范围内发出的光——以揭示化学成分等信息。这些和其他发现将有助于更准确地了解星系的形成历史，并可以与更新的宇宙学模拟进行比较。这反过来可能会对理论和观测之间的潜在紧张关系产生新的见解。
Antwi Danso也是CAnadian NIRISS无偏星团调查（CANUCS）的一部分，这是一项多机构合作，利用引力透镜——一种大质量物体充当宇宙放大镜的现象——来研究最早星系的组成部分。在这项合作中，Antwi Danso也是Technicolor Survey的研究员，该公司在JWST的近红外相机上使用了多个滤光片，以观察从地面无法到达的波长处的淬灭星系。
Antwi-Danso说：“我们想找到包含第一代恒星的星系，然后用星系形成模型对它们的观测进行建模，以推断它们的物理性质和恒星形成历史。”。
凭借JWST提供的技术优势，推动了遥远星系观测的边界，Antwi-Danso的研究将为理解早期星系是如何形成的提供有价值的见解。
“我们真的很高兴看到结果的走向，并将这些观测结果与这些遥远的大质量星系的当前理论预测进行比较。”
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