早期宇宙最广阔的视野暗示了最早发现的星系

CEERS合作的科学家已经确定了一个物体，它可能是有史以来最早观察到的星系之一。

2022年8月4日——美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）的两张新图像显示了可能是有史以来最早观测到的星系之一。这两幅图像都包括超过130亿年前的物体，其中一幅图像提供了比韦伯的第一幅深场图像更广阔的视野，该图像于2022年7月12日大张旗鼓地发布。

这些图像代表了天文学家和其他学术研究人员与NASA和全球合作伙伴合作的重大合作中的一些第一批，以发现有关宇宙的新见解。

该团队已经发现了一个特别令人兴奋的物体 - 被称为Maisie的星系，以纪念项目负责人Steven Finkelstein的女儿 - 他们估计正在被观测到，因为它在大爆炸后仅2.9亿年（天文学家称之为z = 14的红移）。

该发现已发表在预印本服务器arXiv上，并正在等待在同行评审的期刊上发表。如果这一发现得到证实，它将是有史以来最早观察到的星系之一，它的存在将表明星系开始形成的时间比许多天文学家以前认为的要早得多。

这些前所未有的清晰图像揭示了一系列复杂的星系，它们随着时间的推移而演变——一些优雅成熟的风车，另一些是斑驳的幼儿，还有一些是做s-si-do的邻居的薄纱漩涡。

这些图像花了大约24小时才收集到，来自北斗星手柄附近的一片天空，北斗星座正式命名为大熊座。哈勃太空望远镜之前觀察到的天空區域，就像在扩展的格羅斯條帶中看到的那樣。

“在这些新的詹姆斯·韦伯图像中，看到哈勃望远镜的一个光点变成一个完整的，形状美丽的星系，而其他星系只是无处不在地突然出现，这真是太神奇了，”德克萨斯大学奥斯汀分校天文学副教授，宇宙演化早期释放科学调查（CEERS）的首席研究员Finkelstein说。 从中拍摄这些图像。

CEERS合作由来自12个机构的18名共同研究人员和来自美国和其他九个国家的100多名合作者组成。CEERS的研究人员正在研究一些最早的星系是如何在宇宙不到其当前年龄的5%时形成的，在一个被称为再电离的时期。

在实际的望远镜数据出现之前，UT奥斯汀分校的博士后研究员，CEERS成像负责人之一Micaela Bagley创建了模拟图像，以帮助团队开发处理和分析新图像的方法。Bagley带领一个小组处理真实图像，以便整个团队可以分析数据。

大图像是690个单独帧的马赛克，使用望远镜的主成像仪（称为近红外相机（NIRCam））收集大约需要24小时。这张新图像覆盖的天空区域大约是韦伯的第一个深场图像的八倍，尽管它没有那么深。

研究人员使用德克萨斯先进计算中心的超级计算机进行初始图像处理：Stampede2用于消除背景噪声和伪影，而美国一所大学世界上最强大的超级计算机Frontera用于将图像拼接在一起以形成单个马赛克。

“高性能计算能力使得可以组合无数图像并同时将帧保存在内存中进行处理，从而产生单个美丽的图像，”Finkelstein说。

另一张图像是用中红外仪器（MIRI）拍摄的。与NIRcam相比，MIRI的视场更小，但比以前的中红外望远镜具有更高的空间分辨率。MIRI探测到的波长比NIRCam更长，使天文学家能够在适度的距离内看到来自恒星形成星系和黑洞的宇宙尘埃，并在非常远的距离上看到来自较老恒星的光。

整个CEERS计划将涉及超过60小时的望远镜时间。12月将收集更多的成像数据，以及对数百个遥远星系的光谱测量。

美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜是与ESA（欧洲航天局）和CSA（加拿大航天局）的合作伙伴关系。CEERS的其他共同研究员是太空望远镜科学研究所的Henry Ferguson，Norman Grogin，Anton Koekemoer，Nor Pirzkal和Swara Ravindranath;NSF NOIRLab的Mark Dickinson;INAF的Andrea Grazian – Osservatorio Astronomico di Padova;罗切斯特理工学院的Jeyhan Kartaltepe;哈佛-史密森天体物理中心的丽莎·邱利;科尔比学院的Dale Kocevski;双子座天文台的詹妮弗·洛茨;德克萨斯A&M大学的Casey Papovich;Laura Pentericci， INAF – Osservatorio Astronomico di Roma;巴勃罗·G·佩雷斯-冈萨雷斯天体生物学中心;熨斗研究所的Rachel Sommerville;康涅狄格大学的乔纳森·特朗普;和萨塞克斯大学的斯蒂芬威尔金斯。