部署在太空中的詹姆斯·韋布太空望遠鏡。圖片來源：NASA Animator
詹姆斯·韋布太空望遠鏡（JWST）發現了迄今為止確定的最遙遠星系，它形成于大爆炸后約3.25億年。
天文學家使用一種名為紅移的度量方法測量地球與宇宙天體的距離。由于宇宙膨脹，天體離地球越遠，其遠離速度越快。這種度量方法與多普勒效應相似，即物體輻射的波長因為波源和觀測者的相對運動而產生變化。來自星系的光的速度越快，顏色會變得越紅，通過比較一個星系的可視顏色和它的實際顏色，天文學家可以確定地球與一個星系的距離。
在JWST對星系的早期觀測中，天文學家只能對每個星系的紅移進行近似估計，因為他們沒有來自這些星系的光譜的詳細數據。這些觀測提供了紅移為12或以上的星系的線索，這意味著它們似乎在3000萬光年之外，可能在大爆炸后的4億年內形成，但由于缺乏精確的證據，許多科學家對這些發現持懷疑態度。
“證明這些星系確實存在于早期宇宙中是至關重要的。”英國赫特福德郡大學的Emma Curtis-Lake在一篇博文中說，“較近的星系很可能偽裝成非常遙遠的星系。”
來自10個國家的80多位天文學家參與了JWST高級深外星系調查（JADES）。如今，研究人員已經確認了4個極遠星系的紅移，范圍在10.4到13.2之間。這意味著它們形成于大爆炸后的3.25億年至4.5億年。此前確認的最高紅移記錄約為11。
“這是迄今采集到的最微弱的紅外光譜。”意大利比薩高等師范學院的Stefano Carniani說，這項觀測共覆蓋了250個微弱的星系，并計劃在2023年進行另一組觀測。該觀測預計將證實更多這樣遙遠的星系，這將告訴科學家星系形成的早期，以及最遙遠的星系與周圍的星系有何不同。
Curtis-Lake等研究人員于12月12日在美國巴爾的摩舉行的空間望遠鏡科學研究所（STScI）會議上發表了這些新發現，主題是“來自JWST的首個科學成果”。
“通過這些測量，我們可以知道星系的固有亮度，并計算出它有多少顆恒星。”
美國加州大學圣克魯茲分校的合著者Brant Robertson說：“現在我們可以開始真正研究星系是如何隨著時間的推移組合在一起的。”
“如果不了解星系發展的初始階段，就很難了解它的現在。后來發生的事情很大程度上取決于這些早期恒星的影響。”英國劍橋大學的合著者Sandro Tacchella補充說。