哈勃太空望遠鏡的新發(fā)現(xiàn)表明，早期宇宙中的第一批恒星形成的時間可能比科學家最初認為的要早得多，這為大爆炸后不久的星系演化提出了新的問題。研究人員原本希望在最新的哈勃觀測中找到所謂的第三族群恒星，但結(jié)果卻是空手而歸。

族群 III 的恒星被認為是新宇宙中最早形成的恒星。科學家們認為，它們是由氫、氦和鋰制成的，它們是大爆炸后唯一存在的元素。

然而，它們繼續(xù)在生成我們現(xiàn)在認為理所當然的材料方面發(fā)揮了重要作用。它們肥沃的核心在宇宙歷史的早期燃燒之前，從原始元素中創(chuàng)造了更重的元素——包括氧、氮、碳和鐵等。然而，在他們這樣做之前，據(jù)信它們已經(jīng)長到巨大的尺寸，可能是我們太陽大小的一千倍。

他們的秘密是導(dǎo)致由歐洲航天局的 Rachana Bhatawdekar 領(lǐng)導(dǎo)的科學家團隊篩選哈勃數(shù)據(jù)以尋找第三族恒星的原因。使用來自星團 MACSJ0416 及其平行場的讀數(shù)，并將哈勃數(shù)據(jù)與來自宇航局斯皮策太空望遠鏡和歐洲南方天文臺地面甚大望遠鏡的進一步信息相結(jié)合，他們可以瞥見大約 500 年的宇宙是什么樣子的。大爆炸后的 10 億到 10 億年。

這不是一件容易的事。哈勃利用所謂的引力透鏡效應(yīng)，即距離較近的星系團足夠重，可以彎曲和放大光線。反過來，它充當了位于它們身后的更遠物體的放大鏡。通過觀察那些自然形成的鏡頭，哈勃可以看到遠遠超出其原生光學系統(tǒng)的恒星證據(jù)。

然而，為了從這些數(shù)據(jù)中真正識別出任何有意義的東西，ESA 團隊需要首先進行一些處理。他們想出了一種新技術(shù)來去除最亮的前景星系的光：雖然負責這一點的恒星通過產(chǎn)生引力透鏡來提供幫助，但它們也比研究人員最感興趣的更暗的遙遠物體更耀眼。

然而，他們沒有發(fā)現(xiàn)的是第三族群恒星。事實上，“我們在這個宇宙時間間隔內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)這些第一代第三族恒星的證據(jù)，” Bhatawdekar 說。“這些結(jié)果具有深遠的天體物理學后果，因為它們表明星系一定比我們想象的更早形成。這也有力地支持了早期宇宙中的低質(zhì)量/微弱星系負責再電離的觀點。”

再電離是早期宇宙的星系際介質(zhì)被第一批恒星和星系電離的過程。然而，Bhatawdekar 的結(jié)果表明這個過程發(fā)生得更早——事實上，哈勃太空望遠鏡觀察到的時間太早了。

幸運的是，哈勃的繼任者就在眼前。在詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，宇航局，歐洲航天局和CSA之間的合作，將能夠進一步窺視到的宇宙深處，并追蹤更早的事件。它計劃于 2021 年推出。