“通过JADES，我们想要回答很多问题，比如:最早的星系是如何聚集在一起的?它们形成恒星的速度有多快?为什么有些星系停止形成恒星?”图森亚利桑那大学的Marcia Rieke说，她是JADES项目的联合负责人。

星工厂

德克萨斯大学奥斯汀分校的瑞恩·恩德斯利领导了一项对大爆炸后5亿到8.5亿年间存在的星系的调查。这是一个被称为再电离时代的关键时期。在大爆炸后的数亿年里，宇宙充满了气体雾，这使得它对高能光不透明。在大爆炸后的10亿年，雾已经消散，宇宙变得透明，这一过程被称为再电离。科学家们一直在争论活跃的超大质量黑洞或充满炽热年轻恒星的星系是否是再电离的主要原因。

作为JADES项目的一部分，恩德斯利和他的同事们用韦伯的近红外光谱仪(NIRSpec)仪器研究了这些星系，寻找恒星形成的特征——并发现了大量的特征。“我们发现的几乎每个星系都显示出这些异常强烈的发射线特征，表明近期恒星形成强烈。这些早期的星系非常擅长创造热的、大质量的恒星，”Endsley说。

这些明亮的大质量恒星会释放出大量的紫外线，通过电离原子将周围的气体从不透明变成透明，并将电子从原子核中移除。由于这些早期星系有大量的热的、大质量的恒星，它们可能是再电离过程的主要驱动力。电子和原子核的后期重新结合产生了特别强的发射线。

恩德斯利和他的同事们还发现了证据，表明这些年轻的星系经历了恒星快速形成的时期，其间穿插着恒星形成较少的平静时期。当星系捕获了形成恒星所需的气态原料团块时，可能就发生了这种断断续续的现象。另一种解释是，由于大质量恒星会迅速爆炸，它们可能会周期性地向周围环境注入能量，从而阻止气体凝结形成新的恒星。

早期宇宙揭示

JADES计划的另一项内容是寻找宇宙诞生不到4亿年时最早存在的星系。通过研究这些星系，天文学家可以探索大爆炸后早期的恒星形成与现在所看到的有何不同。由于宇宙的膨胀，来自遥远星系的光被拉伸成更长的波长和更红的颜色——这种现象被称为红移。通过测量一个星系的红移，天文学家可以知道它离我们有多远，从而知道它在早期宇宙中存在的时间。在韦伯之前，只有几十个星系在红移8以上被观测到，当时宇宙的年龄还不到6.5亿年，但JADES现在已经发现了近1000个这样极其遥远的星系。

确定红移的黄金标准包括观察星系的光谱，它测量了无数紧密间隔的波长的亮度。但是，一个好的近似值可以通过使用滤镜拍摄一个星系的照片来确定，每个滤镜覆盖一个狭窄的颜色带，以获得少量的亮度测量。通过这种方式，研究人员可以同时确定数千个星系的距离。

图森亚利桑那大学的Kevin Hainline和他的同事们使用韦伯的NIRCam(近红外相机)仪器获得了这些测量数据，称为光度红移，并确定了700多个候选星系，这些星系存在于宇宙在3.7亿到6.5亿年之间。这些星系的绝对数量远远超出了韦伯发射前的观测预测。天文台精致的分辨率和灵敏度使天文学家能够比以往更好地观察这些遥远的星系。

“以前，我们能看到的最早的星系看起来就像小污点。然而，这些斑点代表了宇宙开始时数百万甚至数十亿颗恒星。”“现在，我们可以看到其中一些实际上是具有可见结构的扩展物体。我们可以看到，在时间开始后的几亿年后，恒星群就诞生了。”

“我们发现早期宇宙中的恒星形成比我们想象的要复杂得多，”Rieke补充说。

这些结果已在242号报告^nd在新墨西哥州阿尔伯克基举行的美国天文学会会议上。