意想不到的超大質量星系的發現可能不會改寫宇宙學，但仍留下疑問 _星系

通過觀察電磁波譜的不同部分，哈勃太空望遠鏡和詹姆斯·韋伯太空望遠鏡能夠在宇宙的相同部分看到不同的東西。署名:美國國家航空航天局·奧姆斯特德。
據德克薩斯大學奧斯汀分校（艾米麗·霍華德）：自從詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）捕捉到早期宇宙的第一瞥以來，天文學家們對比預期更“超大質量”的星系的存在感到驚訝。基于最廣泛接受的宇宙學模型，它們應該在宇宙歷史的很晚時期才能進化，這促使人們聲稱該模型需要改變。
這將顛覆幾十年來的既定科學。
“宇宙中物體的發展是有層次的。德克薩斯大學奧斯汀分校天文學助理教授朱利安·穆尼奧斯說，他最近在《物理評論快報》上發表了一篇論文，測試了宇宙學模型的變化該研究得出結論，沒有必要修改標準宇宙學模型。然而，天文學家可能不得不重新審視他們對第一批星系如何形成和演化的理解。
宇宙學研究我們宇宙的起源、演化和結構，從大爆炸到現在。最廣為接受的宇宙學模型被稱為λ冷暗物質（CDM）模型或“標準宇宙學模型” 。盡管這個模型信息非常豐富，但關于早期宇宙的大部分內容仍然是理論性的，因為天文學家無法完全觀察到它。
哈勃太空望遠鏡于1990年發射升空，在開發和完善標準宇宙學模型方面發揮了關鍵作用。它用紫外線、可見光和一些近紅外波長的光觀察宇宙。然而，這使它更善于看到一些東西。例如，哈勃望遠鏡裝備精良，可以觀察較小的星系，這些星系通常包含更多的年輕、發射紫外線的恒星和較少的塵埃，這些塵埃往往吸收較短的波長。
JWST于2021年底發射升空，為哈勃望遠鏡的能力提供了重要補充。通過在近紅外和中紅外波長進行觀測，JWST可以探測到哈勃望遠鏡看不到的物體。
穆尼奧斯說:“我們正在為未知打開一扇窗。“我們現在能夠在以前無法測試的地方測試我們關于宇宙的理論。”

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡拍攝的宇宙紅外圖像。致謝:美國國家航空航天局、歐空局、加空局和航天科學研究所。
大爆炸后不久，情況并不完全一致。密度的微小變化對宇宙未來的結構和演化有著重大影響。密度較大的區域由于重力吸引了更多的物質，最終導致越來越大的結構形成。
JWST觀測到的超大質量星系要如此之快地變得如此之大，理論上只有在宇宙大爆炸后更多的高密度區域形成時才有可能。這需要改變標準宇宙學模型。
穆尼奧斯和他的團隊驗證了這一假設。
他們選擇了一個JWST和哈勃都能觀測到的宇宙時間范圍。在這個范圍內，他們確定了JWST數據中最大的星系，并計算了它們形成所需的宇宙早期密度的變化量。
他們還計算了這種假設的變化會導致多少較小的星系。這些額外的較小星系將被哈勃觀察到。
穆尼奧斯解釋說:“但我們看到的情況并非如此。“考慮到哈勃的觀測也會受到影響，你無法改變宇宙學來解釋這個豐度問題。”
那么為什么JWST發現了這么多超大質量星系呢？一種可能性是它們包含超大質量黑洞。這些黑洞會加熱附近的氣體，使星系看起來更亮，因此比實際更大。或者星系可能實際上根本不在早期宇宙中，但它們看起來像是因為塵埃導致它們的顏色看起來比其他情況下更紅。這種轉變會使星系看起來比實際更遠。
除了穆尼奧斯之外，這項研究的作者還有約翰霍普金斯大學的納什萬·薩巴蒂和馬克·卡米昂科夫斯基。