回到宇宙开头的明星出生的壮观萤火虫：用韦伯探测第一个星系

美国宇航局（NASA）詹姆斯·韦伯（James Webb）太空望远镜的艺术家概念。

当我们的宇宙很年轻时，它是一个充满中性和不透明气体的黑暗场所。这种天然气变得透明是科学家们一直试图长期理解的东西。许多人认为，在大爆炸之后，改变涉及第一代极大的极大，发光和热的星星形成。很快，通过美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜的力量，天文学家可能更接近回答这个问题。

通过对宇宙的深入凝视，韦伯实际上会及时回顾。一个大，雄心勃勃的深度天空调查，总计近800小时的观察时间将追踪第一个星系的形成和演变，以可能是宇宙最繁忙的星形成时期。此调查的其他开放性问题将解决速度迅速，以及如何迅速以及它们形成星星的速度。此外，科学家们知道超现实的黑洞已经在大爆炸后已经不到10亿年。随着韦伯，他们希望能够检测这些怪物的原始种子。

这位艺术家的插图代表了美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜的科学能力。两种成像和光谱都将是韦伯使命的核心。

壮观的明星出生的迷宫突然亮起了天堂，当宇宙少于目前年龄的5％时，填充了第一个星系。这款火热的速度可能是宇宙最繁忙的星级形成时期 - 在大爆炸后几亿年发生。很快，通过美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）的力量，天文学家将回顾喧闹，深海调查的早期，追踪第一个星系的形成和演变。

叫做jades-jwst先进的深层刷新调查 - 这项大型雄心勃勃的调查总额近800小时的观察时间。该调查利用韦伯对红外光的敏感性，其具有比可见光更长的波长，对人眼不可见。

“我们认为星系，开始在大爆炸后的十亿年内建立，以及1至20亿年的达到青春期。我们正在努力调查那些早期的时间，“哈佛大学天文学教授jades队友丹尼尔艾森斯坦解释说。“我们必须用红外线优化的望远镜这样做，因为宇宙的扩展导致光线增加波长，因为它遍历远远达到我们。因此，即使恒星主要在光学和紫外线波长中发光，光线也会非常无情地移入红外线。只有韦伯可以实现研究这些早期星系所需的深度和敏感性。“

这是一部分商品的哈勃空间望远镜视图，南方的一部分，南部领域由几个观察者追踪星系的形成和演变。该形象显示了富有的7,500个星系的富挂圈，延伸到大部分宇宙的历史。最远的星系，一些非常淡淡的红斑，被视为他们出现超过130亿年前，或者在大爆炸后大约6.5亿年。很快，James Webb Space望远镜将甚至远再进入该领域以追踪第一个星系的形成和演变。

jADES调查是两个韦伯仪器团队的合作，授予保证时间观察：近红外相机（尼河）和近红外光谱仪（Nirspec）团队。该程序将NIRCAM的成像与NIRSPEC与韦伯中红外仪器（MIRI）的分光功能相结合，拥有相机和光谱仪。通过使用协调，并行观察，jades团队将充分利用三种仪器。

然后科学家将通过来自美国宇航局的哈勃省望远镜，美国宇航局的Chandra X射线天文台的最深数据来将韦伯的结果与NASA的Chandra X射线天文台以及地面的Atacama大型毫米/亚瑟姆阵列和詹斯基非常大的阵列无线电望远镜一起产生一个前所未有的宇宙观点最早的星系。通过研究所有这些波长的星系，科学家们将获得一张完整的画面，让他们分析星系的星星，灰尘和星际介质的光，以及被认为存在于这些星系内的超大分配黑洞。

研究熟悉的领域

该团队选择了两个，以前学习的伟大观察员的良好的领域起源于深度调查（商品）的观察。商品联合国美国宇航局的斯皮兹，哈勃和混力渣，以及欧安全方的赫尔赫和XMM-牛顿空间望远镜，以及从最强大的地面设施来调查最微弱的光线，然后在遥远的宇宙中检测到遥远的宇宙中的遥测。该调查涵盖了两种大型领域，商品 - 北方和南方，分别位于北北北北北北部和南圆星福纳克斯。商品 - 南部还含有哈勃超深场，这是今日，天空的最深刻，最敏感的图像，有史以来有哈勃。现在，看着同一个地区，韦伯将更深入。

“我们选择了这些领域，因为它们具有如此丰富的支持信息。他们已经研究了许多其他波长，所以他们是逻辑的，“玛西娅里格克说，杰德尔队与欧洲航天局（ESA）的皮埃尔铁罩相同。RIEKE也是韦伯尼卡州尼克姆仪器和亚利桑那大学天文学教授的主要调查员。

该团队还观察到两个广泛分离的田地，以研究一个领域在一个领域的不同距离的星系数之间的差异。

虽然我们不确定当第一颗星开始发光时，但我们知道它们必须在重组时代后的某个时间形成，当氢和氦原子（大爆炸后380,000年），以及在最古老的星系之前存在（大爆炸后4亿年）。第一颗恒星发出的紫外线将填充宇宙填充到氢离子和自由电子的中性氢气气体中，起始时的标准化时代和宇宙的黑暗时代的结束。

星系是如何形成和组装的，以及他们形成他们的明星的速度有多快，仍然是开放的问题。jades计划的几个雄心勃勃的目标包括了解婴儿星系的恒星群众的分布，以及恒星亮度，星形形成率和恒星年龄，尺寸和组成。jades还将分析星系的核活动，确定星系结构，并在各种距离范围内映射气体运动。

该计划的另一个目标是理解第一代黑洞的属性。科学家们在银河系中央黑洞的质量和那个银河膨胀的质量之间测量了紧张的关系，但是如何发生这种情况目前只是模型和猜测的东西。jades团队希望阐明这种关系的性质。

科学家们知道这些超级分类的黑洞已经到达了数十亿的太阳能群体，在大爆炸后十亿年，宇宙目前的10％不到10％。但是，如此巨大的黑洞在宇宙中是如何难以理解的。

“我们希望检测这些怪物黑洞的原始种子，较小的黑洞，在大爆炸之后立即形成，并了解他们的群众，它们是如何抵御质量的，以及他们所在的地方，”jades队友解释说Roberto Maiolino，ESA的Nirspec仪器科学团队和英国剑桥大学的实验天体物理学教授。“长期以来，韦伯将是可能检测到的唯一设施，并理解后来的过程导致这些已经在早期宇宙中创建的这些怪物。”

寻求第一颗星

另一个神秘涉及星系之间的气体，天文学家今天知道的是高度电离和透明的。但在第一百万年，它没有电离 - 它是不透明的中性气体。如何从中性到电离的气体 - 从不透明到透明 - 发生的东西是科学家一直试图长期理解的东西。

“这一转型是宇宙本质的基本相变，”欧洲央行欧洲央行核心核心核心区仪器科学团队的另一个成员Jade Teammate Andrew Bunker表示，牛津大学英国大学天体物理学教授。“我们希望了解导致它的原因。这可能是这是来自非常早期的星系的光线和第一颗星形成爆发。“

jades团队希望在大爆炸之后发现这一首次巨大巨大，发光和热的星星的第一群。“那种圣杯之一，找到由大爆炸的氢和氦形成的所谓的人口III恒星，”掩体解释道。“人们一直在努力这样做，几十年来，结果到目前为止一直不确定。”

为什么韦伯？

jades团队的极其远的目标出现非常小而微弱，并且它们的光通常完全偏移超出光学波长。出于这些原因，只能以大型冷望远镜的高度红外能力观察到这些物体。韦伯是专门为此目的而建立的;这是推动其设计的主要科学案例之一。

由于韦伯的纯粹的大小，它将在红外线中具有空间分辨率，类似于天文学家的哈勃。WebB将使它们更清晰，远远超过他们之前的长度。

WebB在红外波长上获得多个对象的同步光谱的能力是jades程序的另一个关键方面。NIRSPEC一次能够一次地瞄准超过100个星系，每次拍摄一定程度。

韦伯的收集区域更大，它观察到微弱的星系，以及它同时研究多个物体的能力，以便在科学家在雄心勃勃的是雄心勃勃的大型调查之前，这是第一次可以做的。

“我们倾向于在我们现在所拥有的理论和模型的背景下讨论这样的项目，”Rieke说。“但我希望用韦伯找到我们没有怀疑的东西 - 这将会有一些新的惊喜 - 这将是很有趣！”

詹姆斯·韦伯（James Webb）太空望远镜将于2021年发射升空，它将是世界上最重要的太空科学天文台。韦伯将解决我们太阳系中的谜团，将目光投向其他恒星周围的遥远世界，并探索宇宙的神秘结构和起源以及我们在宇宙中的位置。Webb是一项由NASA及其合作伙伴ESA（欧洲航天局）和加拿大航天局领导的国际计划。