孤立静止矮星系PEARLSDG的意外发现打破了天文学界限

PEARLSDG 是詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）发现的一个孤立的矮星系，它没有形成新的恒星，从而违背了标准的星系演化理论，这表明我们需要修正对星系的认识。

最近对矮星系的观测发现，在以前的大型光谱巡天观测范围之外存在大量的"超漫反射星系"，这表明我们对矮星系群的了解可能并不全面。

在最新发表的一项研究中，卡尔顿和研究小组最初研究的是一个星系团，这是 JWST"用于再电离和透镜科学的银河系外区域"（PEARLS）项目的一部分。

这个名叫 PEARLSDG 的矮星系碰巧出现在研究小组对 JWST 的一些成像中。它根本不是目标--只是与主观测区域有点偏离，在他们不期望看到任何东西的空间区域。

他们的研究结果发表在《天体物理学杂志通讯》上。

银河系研究的突破

PEARLSDG并不具备人们期望看到的矮星系的通常特征。它没有与附近的星系发生相互作用，但也没有形成新的恒星。事实证明，它是一个有趣的孤立静止星系。

卡尔顿说："这类孤立的静止矮星系以前从未见过，除了相对少数的情况。根据我们目前对星系演化的理解，我们并不期望它们的存在，因此我们看到这个天体的事实有助于我们改进星系形成的理论，一般来说，单独存在的矮星系会继续形成新的恒星"。

到目前为止，天文学家对星系演化的理解是，一个孤立的星系会继续形成年轻的恒星，否则就会与一个质量更大的伴星系发生相互作用。这一理论并不适用于 PEARLSDG，它呈现出一个老恒星群，既不形成新恒星，也不自我封闭。

更令人惊喜的是，在研究小组拍摄的 JWST 图像中可以观测到单个恒星。这些恒星在 JWST 的波长下更加明亮；这是我们能以如此详细的程度看到这些恒星的最远星系之一。这些恒星的亮度让天文学家能够测量出它的距离--9800 万光年。

创新天文技术

卡尔顿是美国亚利桑那州立大学地球与太空探索学院贝尔斯宇宙基础中心的助理研究科学家，他和研究小组在这项研究中使用了大量数据。

其中包括来自 JWST 的近红外摄像机（NIRCam）的成像数据；来自亚利桑那州弗拉格斯塔夫洛厄尔发现望远镜上的 DeVeny 光学摄谱仪的光谱数据；来自NASA的 Galex 和 Spitzer 太空望远镜的档案成像；以及来自斯隆数字巡天和暗能量相机遗留巡天的地面成像。

JWST 的 NIRCam 具有极高的角度分辨率和灵敏度，使研究小组能够识别这个遥远星系中的单个恒星。就像显微镜下聚焦的单个细胞一样，这些观测结果让 PEARLSDG 的各个组成部分变得清晰可见。

重要的是，识别成像中的特定恒星为确定其距离提供了关键线索--这些恒星具有特定的内在亮度，因此通过用 JWST 测量它们的视亮度，研究小组能够确定它们的距离有多远。事实证明，这些恒星是目前观测到的同类恒星中最遥远的几颗。

通过紫外线、光学和红外线波长观测到的所有档案成像数据被汇集在一起，用于研究 PEARLSDG 的颜色。新形成的恒星有特定的颜色特征，因此没有这种特征就表明 PEARLSDG 没有形成新的恒星。

洛厄尔发现望远镜的 DeVeney 摄谱仪将天文物体的光线分散成不同的组成部分，使天文学家能够详细研究其特性。例如，通过光谱数据中的特征观测到的特定波长偏移编码了有关 PEARLSDG 运动的信息，其使用的"多普勒效应"与雷达枪用来测量亚利桑那州道路上驾驶员速度的原理相同。

这是证明 PEARLSDG 与其他星系没有关联，是真正孤立星系的关键。

此外，光谱中的特定特征对年轻恒星的存在很敏感，因此这些特征的缺失进一步证实了成像数据中没有年轻恒星的测量结果。

卡尔顿说："这绝对违背了人们对这样一个矮星系的期望。"

这一发现改变了天文学家对星系如何形成和演化的认识。它表明，许多孤立的静态星系正等待着被识别，而 JWST 拥有这样的工具。

编译自:ScitechDaily