從星系中檢測氧氣和碳紅移確認是距離134億光年已知最遠的星系

由北京大學科維理天文與天體物理研究所（Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics）江林華教授和東京大學的柏川伸成教授帶領的國際研究小組，從編號GN-z11星系中發現了三條紫外線發射線，並證實該星系距離134億光年。先前通過哈勃太空望遠鏡的觀測，懷疑這個星系是一個非常遙遠的古老星系，但並未能夠測量出確實的距離。這次觀測首次確認該星系的紅移為10.957，並證實這是人類目前看到最遠的星系。

第一個星系何時及如何誕生？為了尋找答案，人類一直在尋找宇宙盡頭最遠的星系。最遠的記錄已經一個接一個發現，而我們所知道的宇宙邊界也在穩步擴大。同時，編號GN-z11的星系最近引起了研究人員的關注。該星系是由哈勃太空望遠鏡發現，據推測距發現遙遠星系特徵的階梯狀光譜約有134億光年。尚未測量到確實的距離。

這次，研究小組將使用安裝在凱克天（Keck）望遠鏡中的最新近紅外線光譜儀觀測GN-z11，並成功檢出碳離子和氧離子發出的光，得出它們的發射線紅移為10.957，這證明是一個134億光年遠的星系。這是有史以​​來發現最遙遠的星系。

探測到的碳和氧的光暗示著一種特殊的物理狀態，這在當今的星系中沒有發現，它只有七千萬年的歷史，質量是太陽的十億倍。 推測顯示這個年輕的星系自誕生以來發展迅速。柏川教授表示：我對觀測之前是否是遙遠的星系持懷疑態度，但是當我看到觀測結果時，我就確信了。宇宙總是給我們帶來驚喜和興奮。有了這個發現，人類已知的宇宙的盡頭再次擴大了。但這還沒有結束。 GN-z11中發現碳和氧，這表明該星系並非不含金屬，也不是第一個在太空中誕生的星系。明年高性能的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）發射升空，預計宇宙中最遙遠的疆界將急劇擴大。

【圖：東京大學；文：節譯自日國立天文台2020年12月14日新聞公佈】研究全文刊登在2020年12月14日出版的《自然-天文學》期刊