最遥远星系中发现氧元素

科技日报讯 （记者张佳欣）据20日发表在《天文学与天体物理学》和《天体物理学杂志》的两篇论文，两个不同天文学家团队借助阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA），在已知最遥远的星系JADES-GS-z14-0中发现了氧元素。这一突破性发现将促使天文学家重新思考早期宇宙中星系形成的速度。

JADES-GS-z14-0于2024年由韦布空间望远镜发现，是迄今为止确认的最遥远星系，距地约134亿光年，这意味着人们看到的是其宇宙年龄仅为3亿年（大爆炸后3亿年）时的样子。新发现的氧气表明，该星系的化学成熟度远超预期。

《天体物理学杂志》论文作者表示，这就像是在只能找到婴儿的地方发现了一个青少年。研究表明，该星系形成得非常迅速，并且也在快速成熟，这进一步增加了星系形成速度远超预期的证据。

星系通常在生命伊始就充满了年轻的恒星，这些恒星主要由氢和氦等轻元素构成。随着恒星的演化，它们会产生氧等重元素，这些元素在恒星死亡后被散布到其所在的星系中。研究人员曾认为，在宇宙3亿岁时，它仍然太年轻，不可能有富含重元素的星系。然而这两项新研究表明，JADES-GS-z14-0的重元素含量比预期高出约10倍。

《天文学与天体物理学》论文作者表示，这些意想不到的结果为天文学家打开了看待星系演化早期阶段的新视角。证据表明，在宇宙婴儿期，星系就已经成熟，这引发了关于星系何时以及如何形成的问题。

氧元素的发现还让天文学家能够更准确地测量JADES-GS-z14-0的距离。此次测量误差仅为0.005%，这种精度类似于在1公里的距离上准确到5厘米，有助于天文学家更深入地了解遥远星系的特性。