一个国际天文学家团队使用来自美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜的数据报告了迄今为止确认的最早星系的发现。这些星系发出的光花了超过134亿年才到达我们这里，因为这些星系可以追溯到大爆炸后不到4亿年，当时宇宙的年龄仅为当前年龄的2%。

宇航局的韦伯在探索遥远星系方面达到了新的里程碑

韦伯的早期数据为此类婴儿星系提供了候选对象。现在，这些目标已经通过光谱观测得到确认，揭示了来自这些难以置信的微弱星系的光指纹中的特征和独特模式。

“证明这些星系确实存在于早期宇宙中至关重要。距离较近的星系很有可能伪装成非常遥远的星系，”来自美国赫特福德郡大学的天文学家和合著者EmmaCurtis-Lake说。王国。“看到我们希望的光谱显示，确认这些星系处于我们视野的真正边缘，有些比哈勃望远镜能看到的更远!这对这项任务来说是一个非常令人兴奋的成就。”

这些观察结果来自科学家的合作，他们领导了韦伯号上两种仪器的开发，即近红外相机(NIRCam)和近红外光谱仪(NIRSpec)。

对最微弱和最早的星系的调查是这些仪器概念背后的主要动机。2015年，仪器团队联手提出了JWST高级河外深度勘测(JADES)，这是一项雄心勃勃的计划，仅分配了望远镜两年时间的一个多月，旨在提供早期宇宙的视图前所未有的深度和细节。

JADES是来自十个国家的八十多位天文学家的国际合作。“这些结果是NIRCam和NIRSpec团队联合起来执行该观测计划的原因，”图森亚利桑那大学NIRCam首席研究员、合著者MarciaRieke分享道。

第一轮JADES观测集中在哈勃太空望远镜超深场内部和周围的区域。20多年来，这一小片天空一直是几乎所有大型望远镜的目标，建立了一个跨越整个电磁波谱的异常敏感的数据集。现在Webb正在添加其独特的视图，提供迄今为止获得的最微弱和最清晰的图像。

JADES计划从NIRCam开始，使用超过10天的任务时间以九种不同的红外颜色观察该区域，并生成精美的天空图像。该区域比哈勃太空望远镜产生的最深红外图像大15倍，但在这些波长下甚至更深、更清晰。该图像只有从一英里外观看时出现的人类大小。然而，它拥有近100,000个星系，每个星系都出现在其历史上的某个时刻，即过去数十亿年。

这张由詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的图像突出显示了JWST高级河外深度调查(JADES)的研究区域。该区域位于哈勃太空望远镜的超深场内和周围。科学家们使用韦伯的NIRCam仪器在九种不同的红外波长范围内观察该场。从这些图像中，研究小组寻找在红外线可见但光谱在临界波长处突然截止的微弱星系。他们使用韦伯的NIRSpec仪器进行了额外的观测(此处未显示)，以测量每个星系的红移并揭示这些星系中气体和恒星的特性。在此图像中，蓝色代表1.15微米(115W)的光，绿色代表2.0微米(200W)，红色代表4.44微米(444W)。从资源库下载完整的JADES图像。信用：

“这是我们第一次在大爆炸后仅3.5亿年就发现了星系，我们对它们奇妙的距离绝对有信心，”加州大学圣克鲁兹分校的合著者布兰特·罗伯逊(BrantRobertson)说，他是该研究组的成员NIRCam科学团队。“在如此惊人美丽的图像中发现这些早期星系是一种特殊的体验。”

从这些图像中，早期宇宙中的星系可以通过其多波长颜色的显着特征来区分。随着宇宙的膨胀，光的波长被拉长，来自这些最年轻星系的光被拉长了14倍。

天文学家寻找在红外线可见但光线在临界波长处突然截止的微弱星系。每个星系光谱中截止点的位置都会随着宇宙的膨胀而移动。JADES团队搜索了Webb图像以寻找这些与众不同的候选者。

然后，他们使用NIRSpec仪器进行为期三天的单一观察期，总共收集了28小时的数据。该团队收集了来自250个微弱星系的光，使天文学家能够研究每个星系中的原子在光谱上留下的印记模式。这对每个星系的红移进行了精确测量，并揭示了这些星系中气体和恒星的特性。

“这些是迄今为止拍摄到的最微弱的红外光谱，”来自意大利高等师范学校的天文学家和合著者StefanoCarniani说。“它们揭示了我们希望看到的东西：精确测量由于星际氢的散射而导致的光的截止波长。”

所研究的星系中有四个特别特别，因为它们被发现处于前所未有的早期时代。结果提供了光谱确认，这四个星系的红移都在10以上，其中两个在红移13。这对应于宇宙大约3.3亿年的时间，为寻找遥远的星系开辟了新的边界。由于距离我们很远，这些星系非常微弱。天文学家现在可以探索它们的特性，这要归功于韦伯的超凡灵敏度。

来自英国剑桥大学的天文学家和合著者SandroTacchella解释说：“如果不了解星系发展的初始阶段，就很难理解星系。就像人类一样，后来发生的事情很大程度上取决于星系的影响。这些早期的恒星。这么多关于星系的问题一直在等待韦伯的变革机会，我们很高兴能够在揭示这个故事中发挥作用。”

JADES将在2023年继续对另一个领域进行详细研究，这个领域以标志性的哈勃深场为中心，然后返回超深场进行另一轮深度成像和光谱学。该领域还有更多候选者等待光谱调查，并且已经批准了数百小时的额外时间。