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那是很久以前，那是一個遙遠的星系，但伊沃克人、赫特人或伍基人不太可能有時間在那裡進化。事實上，這個星系非常遙遠，它發出的光到達地球必須 travel 的距離非常遙遠，以至於天文學家看到的這個星系是它在 130 多億年前的樣子，當時宇宙只有現在年齡的 3% 或 4%。
這個星系，其平淡無奇的名字是 UDFj-39546284，剛剛在哈勃太空望遠鏡的長時間曝光影像中被發現，該影像旨在識別此類微弱、遙遠的物體。這一發現尚待其他觀測證實，但如果得到證實，該星系將成為迄今為止已識別的最遙遠的物體。一個由美國和歐洲研究人員組成的團隊在1月27日出版的《自然》雜誌上宣佈了這一發現。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）
在處理極其遙遠的宇宙學物體時，天文學家依賴於一種稱為紅移的度量，它量化了當物體在膨脹的宇宙中遠離我們時，物體發射的光被拉伸到更長或更紅波長的程度。 感謝NASA 宇航員在 2009 年進行的升級，他們為哈勃望遠鏡提供了一個強大的新型相機，這個軌道天文臺一直在回溯到以前從未觀測到的紅移。 10 月，一組研究人員宣佈，他們使用了哈勃長時間曝光活動，稱為哈勃超深場 2009 (HUDF09)，以及地面望遠鏡確認了紅移 8.55 星系的存在，大約在大爆炸後 6 億年。 新發現的星系 UDFj-39546284 也來自 HUDF09，紅移約為 10，使其比宇宙誕生之初近約 1 億年。
“你基本上回溯到了宇宙時間的 97% 左右，回到了最初，”荷蘭萊頓大學的天文學家裡查德·鮑文斯說，他是這篇新論文的第一作者。 哈勃最近發現的最引人注目的特徵之一是它們是昏暗的、有些平淡的星系，而不是像類星體或伽馬射線暴這樣的發光宇宙燈塔，後者曾經主導著高紅移天文學。
哈勃望遠鏡位於地球大氣層的遮蔽之上、太空天文臺的新儀器以及其反覆指向同一片區域數十小時，這些因素的結合使研究人員能夠識別出星系微弱的汙跡。 鮑文斯和他的同事使用了常見的技術，即使用多種波長特定的濾光片觀察物體，以找到物體從哈勃影像中消失的點。 如果丟失來自星系間的中性氫吸收了光線，然後才到達地球，研究人員可以使用氫的已知吸收特性來推斷物體的紅移。
但是 UDFj-39546284 僅在一個波段中出現，並且在哈勃望遠鏡的繼任者詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 (JWST) 在本十年晚些時候升空之前，驗證該星系的存在可能是不可能的。 研究人員計算出，該星系並非它看起來的那樣的可能性為 20%，鮑文斯稱這個估計“非常保守”。 UDFj-39546284 可能根本不存在——只是資料中的一個故障——或者它可能是一個偽裝成遙遠星系的附近物體。 “源非常微弱，以至於我們沒有清晰的光譜，因此如果噪聲中存在某種巧合，較低紅移的物體可能看起來有點像這個候選者，”鮑文斯說。 “我們正在突破極限，並且我們正在盡力做到最好，”他補充道。 “根據我進行此程式的經驗，它看起來像是真的。”
無論該星系被證明是真實的還是虛假的，鮑文斯和他的同事都使用了在紅移 10 的 HUDF09 中發現的可見星系相對稀少的情況，來設定銀河系亮度和那時期的恆星形成率的一些限制，這些都是宇宙如何發展的重要標誌。 因為如果在大爆炸後 5 億年有大量的明亮星系，哈勃應該已經看到了更多這樣的星系。 “天文學家經常參與這些釣魚探險，這是我們第一次認為它可能會產生一些魚，”鮑文斯說。 “這就是上限有意義的原因。”
該小組發現，宇宙在那時正處於重大變化之中：在紅移 10 和紅移 8 之間，星系的積累量巨大，恆星形成率提高了十倍，時間間隔不到 2 億年。 但是變化的迅速性引起了巴黎天文臺的馬修·萊納特的注意，他是10 月份宣佈紅移 8.55 星系論文的主要作者。 “那只是眨眼之間，1 億或 2 億年，”萊納特說。 “在這麼短的時間內發生如此大的變化，讓我有點擔心。” 萊納特推測，也許哈勃的視野只是有點貧瘠——如果天空的鄰近區域包含更多紅移為 10 的星系，那麼觀察到的演化看起來會更平滑。
事實上，鮑文斯和他的同事的論文的早期版本基於較小的哈勃資料，其中包含三個可能的高紅移星系，但隨著更多觀測資料的加入，新的、更引人注目的候選者出現了。 隨著時間的推移，似是而非的物體的出現或消失“只是告訴你當你的信噪比低時有多麼困難，”萊納特說，並補充說鮑文斯和他的同事已經為新發現的星系提出了合理的案例。 “這些是非常優秀的研究人員，”萊納特說。 “裡查德真的是做這種工作的人。”
隨著紅移越來越高，天文學家正在接近當前一代望遠鏡可以達到的最遠距離的極限。 “這是有史以來拍攝的最深影像之一，他們只有一個好的候選者，所以你可以看到我們有點撞牆了，”萊納特說。 這隻會增加對 JWST 的期待，國會要求的一項分析最近發現該望遠鏡超出預算並落後於計劃。 報告的結論是，在最好的情況下，該望遠鏡也不會在 2015 年之前發射，而實際發射日期可能會比這晚得多。