一支國際化的天文團隊將NASA的哈勃太空望遠鏡的作用發揮到了極限，觀測到了迄今為止宇宙中被探測到的最遠的星系，打破了宇宙探測的記錄。這個明亮到令人驚嘆的嬰兒星系叫做GN-z11，我們看到的是它在134億年前的樣子，那僅僅是宇宙大爆炸之初的4億年。GN-z11位于大熊座的所在方向。
這個動畫展示了迄今為止見到的最遙遠的星系GN-z11的位置。視頻開始定位在北斗星，接著展示了大熊座。之后放大到星系的北區，以該年輕星系的哈勃圖像而結束。GN-z11展示的是其在134億年以前的樣子，在宇宙大爆炸后僅4億年，那時的宇宙僅有目前宇宙年齡的百分之三。
視頻來源：視頻-NASA，ESA（歐洲太空局）和G. Bacon(STScI)；科學-NASA，ESA（歐洲太空局），P. Oesch (耶魯大學), G. Brammer (STScI), P. van Dokkum (耶魯大學), and G. Illingworth (加州大學圣克魯斯分校)
“我們已經比過去邁出了重要的一步，這已經超過了我們對哈勃望遠鏡功能的預期。我們觀測到的GN-z11處在在宇宙只有現在年齡的百分之三的時代。”來自耶魯大學的首席研究員Pascal Oesch解釋道。這個團隊由來自耶魯大學，太空望遠鏡科學研究所（STScl）和加利福尼亞大學的科學家們組成。
天文學家們正在逐漸向宇宙形成的第一批星系們靠近。哈勃望遠鏡的新觀測結果帶領天文學家們來到了一個新領域，一個被認為直到只有NASA即將推出的詹姆斯?韋伯太空望遠鏡發射后才能企及的領域。
這次的觀測結果證明了以前在哈勃望遠鏡提供的圖像中發現的亮度極高的星系真的存在在極深的宇宙中。早前，該小組已經利用哈勃與NASA斯皮策太空望遠鏡的圖像數據，通過顏色來估算了GN-z11的距離。由于這是迄今為止發現的最遙遠的星系，這個團隊現在用哈勃三號寬視場相機以及光譜的方法（將光分解成它的組成色）來精確測量GN-z11的距離。
圖示：哈勃通過光譜證認了迄今為止最遙遠的星系。
圖片來源：NASA，ESA（歐洲太空局），B. Robertson (加州大學圣克魯斯分校), A. Feild (STScI)
天文學家通過確定星系的“紅移”來測量它的距離。“紅移”現象是宇宙擴張的結果，宇宙中任一遠處物體似乎都在遠離我們，因為它們的光線穿過正在膨脹的空間，到達我們的望遠鏡時，都被拉伸到波長更長，更紅的波段。“紅移”越大，該星系距離我們越遠。
“我們的光譜分析結果顯示該星系比我們最初想象的還要遙遠，剛好處于哈勃望遠鏡可觀測的極限。”該研究的第二作者，來自STScl的Gabriel Brammer說。
在天文學家確定GN-z11的位置之前，用光譜測量出的最遙遠的星系的紅移是8.68（看到的是其132億年前的樣子）�，F在，這個團隊確定GN-z11的紅移為11.1，離宇宙大爆炸近了將近2億年。“這是哈勃望遠鏡的超凡成就。它可以打破之前保持了很多年的來自地面大型望遠鏡的記錄。”來自耶魯大學的研究員Pieter van Dokkum說，“這個新記錄可能將保持到詹姆斯?韋伯太空望遠鏡的發射。”
哈勃和斯皮策太空望遠鏡成像的綜合結果顯示GN-z11比銀河系小25倍，并且只有我們星系中恒星質量的百分之一。然而，這個新生的星系成長速度很快，恒星形成的速率大約是現今我們星系的20倍。這使這個遙遠的星系有足夠大的亮度，讓天文學家們能夠尋找并用哈勃和斯皮策望遠鏡細致觀測它。
此次的研究結果為揭示宇宙的最初狀態提供了線索。“一個如此龐大的星系竟然存在于第一顆恒星產生后的2億至3億年間，這令人驚訝。只有擁有極高的生長速率和產星率，才能夠在極短時間內形成了10億倍太陽質量的星系。”加州大學圣克魯斯分校研究員SantaCruz解釋道。
這些發現為2018年詹姆斯?韋伯太空望遠鏡發射后的觀測項目提供了一個誘人的預覽。“哈勃和斯皮策已經進入了韋伯的觀測領域。”Oesch說。
“這些新發現說明韋伯望遠鏡將一定會發現更多像這樣的可以回溯至第一代星系形成時的年輕星系。”Ilingworth補充說。
此次發現也對NASA計劃的的寬視場紅外巡天望遠鏡（WFIRST）產生了重要的影響，該望遠鏡同樣將擁有發現此類明亮、極遙遠星系的能力。
該團隊的發現已被天體物理學期刊接收并將發表在新近一期。
哈勃望遠鏡是NASA與歐洲航天局的國際合作項目產物。位于馬里蘭州格林貝爾特的NASA戈達德太空飛行中心負責管理哈勃望遠鏡。位于巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所（STScl）進行哈勃科學任務。STScI由位于華盛頓的大學天文研究聯合組織運行。（校核：Yuk-Ming）
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