哈勃太空望遠(yuǎn)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(xué)家最初認(rèn)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(rèn)為是新宇宙中最早形成的恒星。科學(xué)家們認(rèn)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(rèn)為理所當(dāng)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(xué)家團(tuán)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(tuán) 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(yuǎn)鏡和歐洲南方天文臺地面甚大望遠(yuǎn)鏡的進(jìn)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(tuán)足夠重，可以彎曲和放大光線。反過來，它充當(dāng)了位于它們身后的更遠(yuǎn)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(yuǎn)遠(yuǎn)超出其原生光學(xué)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(tuán)隊需要首先進(jìn)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(fù)責(zé)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(yuǎn)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(yuǎn)的天體物理學(xué)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(fù)責(zé)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(yuǎn)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(yuǎn)鏡，宇航局，歐洲航天局和CSA之間的合作，將能夠進(jìn)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。