韦伯望远镜MIRI深度观测揭示高红移紫外亮星系CEERS2-588特征

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日本东京大学及其他机构的天文学家团队使用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)对遥远紫外发光星系CEERS2-588进行了更深入的观测,并于2026年1月29日在arXiv预印本服务器公布结果,披露了该星系在质量、金属丰度与恒星形成演化方面的多项测量结论。

早期宇宙中的紫外亮源

CEERS2-588于2022年在“宇宙演化早期释放科学”(CEERS)项目中被识别为莱曼断裂星系。研究称,该星系的光谱红移为11.04,属于在如此高红移条件下最明亮的紫外发光星系之一。形态上,CEERS2-588呈延展结构,有效半径约为1470光年。

研究团队表示,鉴于该星系多项基本性质仍存在不确定性(包括质量等),因此进一步动用JWST的中红外仪器(MIRI)开展深度观测。研究人员在论文中写道,此次观测对象为红移z=11.04的紫外发光星系CEERS2-588,其形成时间对应大爆炸后约4亿年。

质量与金属丰度测量

根据观测结果,CEERS2-588的质量约为12.6亿个太阳质量。研究团队称,在目前已知红移大于10.0且未见活动星系核(AGN)活动证据的星系中,CEERS2-588是质量最大的个体之一。

研究还给出了该星系的恒星形成率估计值,为每年约8.2个太阳质量。与此同时,团队指出其气相金属丰度接近太阳水平。论文称,在红移大于10.0的宇宙中,此前尚未有关于“如此巨大且富含金属”的系统报道,并表示现有理论模型并未预测到类似现象。

恒星形成历史的线索

研究团队基于光谱能量分布(SED)拟合推断,CEERS2-588的恒星形成可能始于大爆炸后约1亿至3亿年。论文同时指出,在最近约1000万年内,该星系的恒星形成率出现急剧下降,这一点与其他高红移星系的情况形成对比。

作者在总结中表示,CEERS2-588的恒星形成历史与“早期星系恒星形成高度爆发性”的情景相符,即频繁且强烈的恒星形成事件推动其紫外辐射保持明亮。研究团队据此认为,较高的恒星形成效率是该星系紫外明亮特性的主要贡献因素之一,并指出该案例显示高效恒星爆发在早期宇宙明亮星系群体的形成中可能发挥关键作用。

论文写道,这些结果提示宇宙历史最初几亿年内的大质量星系,可能经历了比理论模型预测更高效、且更快速受到抑制的恒星形成过程。


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