研究早期宇宙的天文学家使用 NASA/ESA/CSA 取得了惊人的发现 詹姆斯韦伯太空望远镜. 韦伯的光谱能力，结合其对红外的敏感性，揭示了在一个极红的类星体周围形成过程中的大质量星系团。 结果将扩大我们对早期宇宙中的星系如何合并成我们今天看到的宇宙网的理解。
有问题的类星体，SDSS J165202.64+172852.3，是一个“极红”的类星体，存在于早期 宇宙, 11.5 亿年前。 类星体是一种罕见的、非常明亮的活动星系核 (AGN)。 这个类星体是已知的最强大的星系核之一，在如此极端的距离上可以看到。 天文学家推测，类星体的极端辐射可能会引发“银河风”，将游离气体推出宿主星系，并可能极大地影响未来 明星 那里形成。
AGN 是星系中心的一个致密区域，它发出的电磁辐射足以使星系中的所有恒星都黯然失色。 AGN，包括类星体，由落入超大质量的气体驱动 黑洞 在他们银河系的中心。 它们通常会在所有波长上发出大量光，但这个银河系核心属于异常红色的一类。 除了其固有的红色外，银河系的光还因其遥远的距离而进一步红移。 这使得韦伯对红外波长具有无与伦比的灵敏度，非常适合详细检查星系。
为了研究星系中气体、尘埃和恒星物质的运动，研究小组使用了望远镜的近红外光谱仪 (NIRSpec)。 这种强大的仪器可以同时收集望远镜整个视场的光谱，而不是一次只从一个点收集——一种称为积分场单元 (IFU) 光谱的技术。 这使他们能够同时检查类星体，它的 星系 和更广阔的环境。
光谱学对于了解类星体周围各种流出物和风的运动至关重要。 气体的运动会影响它们发射和反射的光，导致其红移或蓝移与其速度和方向成正比。 该团队能够通过跟踪电离来观察和表征这种运动 氧气 在 NIRSpec 光谱中。 IFU 观测结果特别有用，该团队充分利用了从类星体本身周围的广阔区域收集光谱的能力。
以前的研究，除其他外， 美国航空航天局/欧空局 哈勃太空望远镜和双子座-北望远镜上的近红外积分场光谱仪仪器引起了人们对类星体强大外流的关注，天文学家推测它的宿主星系可能正在与一些看不见的伙伴合并。 但该团队并不期望韦伯的 NIRSpec 数据清楚地表明他们不仅在观察一个星系，而且至少还有三个围绕它旋转的星系。 得益于大范围的 IFU 光谱，所有这些周围物质的运动都可以被绘制出来，从而得出 SDSS J165202.64+172852.3 实际上是星系形成密集结的一部分的结论。
“在这个早期，已知的星系原星团很少。 很难找到它们，而且自大爆炸以来很少有时间形成，” 天文学家 Dominika Wylezalek 说 海德堡大学 在德国，谁领导了这项研究 类星体. “这最终可能会帮助我们了解密集环境中的星系是如何演化的……这是一个令人兴奋的结果。”
使用来自 NIRSpec 的 IFU 观测，该团队能够确认该类星体的三个星系伴星并显示它们是如何连接的。 哈勃的存档数据暗示可能还有更多。 来自哈勃广角相机 3 的图像显示了类星体及其星系周围的扩展物质，促使本研究将其选择为它的流出及其对宿主星系的影响。 现在，该团队怀疑他们可能一直在观察整个星系团的核心——直到现在韦伯的清晰成像才揭示了这一点。
“我们对数据的第一次观察很快就发现了邻近星系之间主要相互作用的明显迹象，” 共享团队成员 Andrey Vayner 的 约翰霍普金斯大学 在美国巴尔的摩。 “NIRSpec 仪器的灵敏度立即显现出来，我很清楚我们正处于红外光谱的新时代。”
这三个已确认的星系正在以令人难以置信的高速相互绕行，这表明存在大量质量。 结合它们与这个类星体周围区域的紧密程度相结合，研究小组认为，这标志着早期已知的星系形成最密集的区域之一 宇宙. “即使是密集的暗物质结也不足以解释它，” Wylezalek 说。 “我们认为我们可能会看到两个巨大的暗物质光晕正在合并在一起的区域。”
Wylezalek 团队进行的这项研究是韦伯对早期宇宙研究的一部分。 凭借其前所未有的回溯能力，该望远镜已被用于研究第一个星系是如何形成和演化的，以及黑洞是如何形成和影响宇宙结构的。 该团队正在计划对这个意想不到的星系原星团进行后续观察，并希望利用它来了解像这样的密集、混乱的星系团是如何形成的，以及它如何受到位于其中心的活跃的超大质量黑洞的影响。
信用：
ESA/Webb、NASA 和 CSA、D. Wylezalek、A. Vayner 和 Q3D 团队
他们的目标首先是回到银河风和类星体反馈的问题。 长期以来，类星体一直被怀疑是这种反馈机制导致其宿主星系中恒星形成减少的罪魁祸首，但很难找到将两者联系起来的确凿证据。 目前的观测只是一组中的第一个，它将与韦伯一起研究三个类星体，每个类星体都位于宇宙过去的不同时间。
“从地面上几乎不可能将遥远类星体的令人难以置信的明亮光与暗得多的宿主及其同伴分开。 揭示可能产生反馈的银河风的细节更具挑战性，” 美国孟菲斯罗德学院的共享团队成员 David Rupke。 “现在有了韦伯，我们已经可以看到这种情况正在发生变化。”
这项研究是作为韦伯早期发布科学 (ERS) 计划的一部分完成的。 这些观察发生在韦伯科学行动的前 5 个月。 产生此结果的韦伯观测取自 ERS 程序 #1335。
期刊参考
- Dominika Wylezalek, Andrey Vayner, David SN Rupke, Nadia L. Zakamska, Sylvain Veilleux, Yuzo Ishikawa, Caroline Bertemes, Weizhe Liu, Jorge K. Barrera-Ballesteros, Hsiao-Wen Chen, Andy D. Goulding, Jenny E. Greene, Kevin N. Hainline、Nora Lützgendorf、Fred Hamann、Timothy Heckman、Sean D. Johnson、Dieter Lutz、Vincenzo Mainieri、Roberto Maiolino、Nicole PH Nesvadba、Patrick Ogle、Eckhard Sturm。 JWST 早期发布科学计划 Q3D 的第一个结果：NIRSpec IFU 揭示的 az∼3 极红类星体生命中的动荡时期。 星系天体物理学（astro-ph.GA）； 宇宙学和非银河天体物理学（astro-ph.CO）。 的arXiv：2210.10074 [天文-ph.GA]
