6张星系图像，从左上到右下分别为现今、30亿年前、40亿年前、80亿年前、90亿年前和100亿年前的宇宙。图片来源：M. Franco/C. Casey/COSMOS-Web

本报讯 6月5日，跨国科学合作项目COSMOS发布了有史以来最大的宇宙地图及其背后数据。该地图名为COSMOS-Web，利用美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）收集的数据绘制而成，包含了几乎跨越整个宇宙时间的全部成像数据以及近80万个星系的目录。这些数据挑战了关于婴儿期宇宙的现有观念。相关论文已提交《天体物理学杂志》和《天文学与天体物理学》。

美国加州大学圣塔芭芭拉分校的Caitlin Casey与美国罗切斯特理工学院的Jeyhan Kartaltepe领导了COSMOS-Web项目。

Casey说：“如果把哈勃超深场图像打印在一张标准纸上，在同样的比例下，COSMOS-Web图像将比一幅13英尺乘13英尺的壁画稍大一些，并且深度相同。所以它确实大得惊人。”哈勃超深场指的是NASA在2004年发布的包含近1万个星系的标志性视图。

COSMOS-Web可以回溯到135亿年前。根据NASA的数据，宇宙大约有138亿年历史，误差在1亿年左右。新的地图覆盖了大约98%的宇宙时间。研究人员的目标不仅是看到时间起点处的一些最有趣的星系，还要看到早期宇宙中存在的更广阔的宇宙环境景象，即第一批恒星、星系和黑洞形成时期的景象。

在JWST启用前，Casey和同事对其直径6.5米的主光镜所能观测到的星系数量作出了最佳预测。“令人惊讶的是，利用JWST，我们在难以置信的遥远距离上看到的星系数量大约是预期的10倍。我们还看到了甚至连哈勃望远镜都看不到的超大质量黑洞。”此外，Casey补充说，他们还看到了不同类型的星系和黑洞。

虽然COSMOS-Web的图像和目录回答了天文学家关于早期宇宙的许多问题，但也引发了更多问题。“自从望远镜启用以来，我们一直在想，JWST数据集是否打破了宇宙学模型。”Casey说，“所以，还有很多细节需要剖析，有很多未解之谜需要解开。”

通过向公众发布这些数据，Casey希望世界各地的天文学家都能利用它，进一步完善对早期宇宙如何被填充、万物如何演化至今的理解。该数据集还可能为宇宙其他悬而未决的问题提供线索，例如暗物质以及早期宇宙物理学。

“这个项目的一个重要部分是，让更广泛的科学社区能够获取来自最好望远镜的工具和数据。”Casey说。这些数据在收集后几乎立即公开，但是以原始形式，且仅对那些拥有专业技术知识和超级计算机访问权限以处理和解读它的人有用。COSMOS合作项目在过去两年里将原始数据转换为广泛可用的图像和目录。通过创建并发布这些产品，研究人员希望即使是天文学本科生也能深入研究这些材料并学到新东西。

对于COSMOS项目来说，探索仍在继续。“我们即将收集更多数据。”Casey说，“我们认为已经确定了图像中最早的星系，但还需要验证这一点。”为此，他们将使用光谱学确认这些光源的距离，距离越远意味着年代越古老。

“我们将通过追踪氮、碳和氧了解这些系统中的星际化学。未来还有很多东西需要学习，我们才刚刚触及表面。”Casey补充说。

（李木子）