哈勃在早期宇宙中发现罕见现象

NASA / ESA哈勃太空望远镜的新结果表明，早期宇宙 中第一批恒星和星系的形成要比以前想象的要早。欧洲的一个天文学家团队没有发现第一代恒星，即人口III恒星，当时宇宙还不到十亿年。

NASA / ESA哈勃太空望远镜的新结果表明，早期宇宙中第一批恒星和星系的形成要比以前想象的要早。欧洲的一个天文学家团队至今没有发现第一代恒星的证据，也就是人口三号恒星，最早的证据可追溯到宇宙只有5亿年的历史。

在现代天文学中，对第一个星系的探索仍然是一项重大挑战。我们不知道宇宙中的第一批恒星和星系是何时或如何形成的。哈勃太空望远镜可以通过深度成像观察来解决这些问题。哈勃望远镜让天文学家可以将宇宙追溯到大爆炸5亿年以内。

由欧洲航天局的Rachana Bhatawdekar领导的一组欧洲研究人员着手研究早期宇宙中的第一代恒星。这些恒星被称为人口三号恒星，是由大爆炸中产生的原始物质锻造而成的。III号星群的恒星必须仅由氢，氦和锂制成，这是在这些恒星的核中的过程能够产生更重的元素（如氧，氮，碳和铁）之前存在的唯一元素。

Bhatawdekar和她的团队通过使用哈勃太空望远镜研究MACS J0416星团及其平行场（并获得了NASA的Spitzer太空望远镜和地面甚小卫星的支持数据），探索了大爆炸后大约5亿至10亿年的早期宇宙。欧洲南方天文台的大型望远镜）。Bhatawdekar说：“在这个宇宙时间间隔内，我们没有发现这些第一代人口III恒星的证据。”

作为哈勃前沿领域计划的一部分，使用哈勃太空望远镜的广角相机3和高级测量相机获得了这一结果。这个程序（从2012年到2017年观测了六个遥远的星系团）产生了有史以来最深的观测结果，这些星团及其后方的星系由于引力透镜效应而被放大，从而揭示出比以前观察到的星系暗10到100倍的星系。前景星系团的质量足够大，可以弯曲和放大来自它们后面较远物体的光。这使哈勃能够使用这些宇宙放大镜来研究超出其标称操作能力的物体。

来自NASA / ESA哈勃太空望远镜的这张照片显示了星系星团MACS J0416。这是哈勃边疆场计划正在研究的六个星系团之一，它们共同产生了有史以来最深的引力透镜图像。
科学家使用集群内部的光（蓝色可见）来研究暗物质在星团中的分布。

Bhatawdekar和她的团队开发了一种新技术，可以消除构成这些引力透镜的明亮前景星系中的光线。这使他们能够发现质量比哈勃以前观察到的质量低的星系，其距离对应于宇宙小于十亿年的时间。在宇宙时间的这一点上，缺乏有关外来恒星种群的证据以及对许多低质量星系的识别的支持表明，这些星系是宇宙电离的最可能候选者。在早期宇宙的这段电离时期是中性星际间介质被第一批恒星和星系电离的时候。

Bhatawdekar说：“这些结果具有深远的天体物理后果，因为它们表明星系的形成必须比我们想象的要早得多。” “这也强烈支持了早期宇宙中低质量/微弱星系负责电离的想法。”

这些结果还表明，最早的恒星和星系的形成要比哈勃太空望远镜探测到的要早得多。这为即将到来的NASA / ESA / CSA James Webb太空望远镜留下了令人兴奋的进一步研究领域，以研究宇宙最早的星系。

这些结果基于Bhatawdekar等人在2019年的一篇论文，以及一篇将在即将出版的《皇家天文学会月刊》（MNRAS）中发表的论文。这些结果也将在美国天文学会第236次会议的新闻发布会上介绍。

这项研究中的欧洲天文学家团队由R. Bhatawdekar和CJ Conselice组成。

哈勃太空望远镜是NASA与ESA（欧洲航天局）之间国际合作的项目。位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心负责管理该望远镜。位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所（STScI）进行了哈勃科学实验。STScI由位于华盛顿特区的天文学研究大学协会为NASA运营