韋伯望遠鏡驚見「宇宙黎明」神秘星系！顛覆現有理論的JADES-GS-z13-1

韋伯太空望遠鏡(JWST)的紅外線觀測能力，原本被科學家寄予厚望，期待能解開星系形成之謎，以及超大質量黑洞如何快速成長的奧秘。然而，當我們將目光投向更遙遠的宇宙深處時，卻接連發現令人驚奇的現象。

其中一個最令人費解的發現，就是距離地球約330億光年的JADES-GS-z13-1星系。這個紅移值高達13.0的星系，意味著我們觀測到的光線，其實是來自大爆炸後僅3.3億年的宇宙初期。雖然我們曾觀測到更古老的星系，但JADES-GS-z13-1的獨特光譜特徵卻讓天文學家大感意外。

「早期宇宙原本應該充滿中性氫組成的濃霧，」劍橋大學與倫敦大學學院的研究團隊成員羅伯託·馬約利諾解釋道：「這個稱為『再遊離』的過程，直到大爆炸後約10億年才完成。但GS-z13-1所處的時代，宇宙年齡僅3.3億年，卻已出現明顯的萊曼α發射線特徵，這表示周圍的中性氫霧已經完全消散。這個發現完全顛覆了現有的早期星系形成理論。」

在再遊離過程完成前，宇宙理論上應該處於所謂的「黑暗時期」，充滿中性氫組成的濃霧。天文學家原本認為，這個過程要到紅移值6左右（約127.16億年前）才會完成。在此之前，紫外線應該會因為被剝離電子的氫原子阻擋而越來越難觀測到。

「根據現有的宇宙演化理論，我們根本不應該發現這樣的星系，」亞利桑那大學的凱文·漢林補充道：「想像一下，早期宇宙就像被濃霧籠罩，即使是最明亮的燈塔也難以穿透。但現在我們卻看到這個星系的光芒穿透了迷霧。這個發現將徹底改變我們對宇宙再遊離過程的理解。」

漢林在研究預印本發布時更在社群媒體上驚呼：「在紅移13的距離觀測到萊曼α發射線簡直瘋狂！這個發現太令人震驚，甚至讓我們差點忽略了確認JADES-GS-z14-0的重要性。這些光線究竟是如何穿過不透明的早期宇宙到達我們這裡的？」

目前科學家還無法完全解釋，為何在宇宙如此早期的階段就能觀測到氫發射線。雖然修正牛頓動力學(MOND)理論預測再遊離過程可能比標準模型更早發生，但研究團隊認為現在斷言需要新物理學還為時過早。他們提出其他可能的解釋，包括正在吸積物質的超大質量黑洞及其伴隨的遊離錐體。

劍橋大學的喬里斯·維斯托克進一步推測：「包圍這個星系的巨大遊離氫氣泡，可能是由一群特殊的恆星所創造。這些恆星比後期形成的恆星質量更大、溫度更高、亮度更強，很可能是宇宙中的第一代恆星。」

要解開這個宇宙之謎，我們還需要更多對早期宇宙的觀測資料。這項突破性的研究已發表於《自然》期刊，勢必將引發天文學界對宇宙演化理論的新一輪討論與修正。