宇宙起源大翻轉？古老星系的化學奧秘

亞利桑那大學的天文學家最近揭開了一個驚人的發現：在宇宙誕生不到3億年時，就已經存在一個名為JADES-GS-z14-0的星系，這僅是宇宙現今年齡的2%。透過NASA的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST），研究團隊發現這個星系不僅異常明亮，且化學成分極為複雜，這完全顛覆了我們對早期星系形成的認知。

這項發表於《自然天文學》期刊的研究，是JWST深空星系調查計畫（JADES）的一部分。研究團隊利用JWST上的近紅外相機（NIRCam）和中紅外儀器（MIRI），發現了這個星系中存在大量的氧氣。這意味著，早在被觀測到的100萬年前，這個星系就已經開始形成恆星，這將宇宙演化的時間線大幅提前。

「這不是一個小小的發現，」研究共同作者、亞利桑那大學史都華天文臺副教授凱文·海因萊恩表示，「這個星系在當時的宇宙中不僅明亮，而且結構相當完整。我們在天空中的一小塊區域發現了它，這意味著宇宙中可能還有更多類似的極端天體。」

研究團隊花了約9天的望遠鏡觀測時間，包括167小時的NIRCam成像和43小時的MIRI成像，才捕捉到這個星系的關鍵資料。研究主要作者、史都華天文臺研究生雅各布·赫爾頓形容：「想像你手臂末端的一粒沙子，那就是我們觀測的天空範圍。」

這項發現不僅挑戰了現有的星系形成理論，也為宇宙早期的化學演化提供了重要線索。亞利桑那大學天文學教授喬治·瑞克指出：「要產生這麼多的氧氣，這個星系必須在非常早期就開始形成恆星，並經歷了複雜的恆星演化迴圈。這真的令人難以置信。」

這項研究不僅展示了亞利桑那大學在紅外天文學領域的領先地位，也為我們理解宇宙從簡單元素到複雜化學的演化過程提供了關鍵洞察。正如海因萊恩所說：「我們正處於天文學史上一個不可思議的時代，能夠直接觀測並理解宇宙嬰兒期的星系，這真的是一種魔法。」

這項研究得到了NASA、歐洲研究委員會、英國科學與技術設施委員會等多個機構的支援，為我們揭開宇宙起源的奧秘邁出了重要一步。