詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）在宇宙探索中再次取得突破性發(fā)現(xiàn)——科學(xué)家在已知距離第二遙遠(yuǎn)的星系JADESGSz140中探測(cè)到氧元素的存在。這一星系形成于宇宙大爆炸后約2.85億至2.9億年，其發(fā)出的光穿越130多億年抵達(dá)地球，為研究早期宇宙的化學(xué)演化提供了關(guān)鍵證據(jù)。

該發(fā)現(xiàn)由兩個(gè)獨(dú)立團(tuán)隊(duì)通過阿塔卡馬大型毫米波亞毫米波陣列（ALMA）的光譜觀測(cè)確認(rèn)。JADESGSz140的光譜中清晰顯示出氧元素的特征譜線，標(biāo)志著人類首次在如此遙遠(yuǎn)的宇宙中探測(cè)到這種重元素。盡管氧在當(dāng)今宇宙中極為常見，但在早期宇宙中，它的存在意味著恒星形成和超新星爆發(fā)等核合成過程已在此類星系中發(fā)生。

科學(xué)家指出，氧等重元素的出現(xiàn)并不令人意外。根據(jù)宇宙演化模型，大爆炸后僅產(chǎn)生氫、氦和微量鋰，而更重的元素需通過恒星內(nèi)部的核聚變反應(yīng)生成。當(dāng)?shù)谝淮筚|(zhì)量恒星結(jié)束生命時(shí)，它們會(huì)以超新星爆發(fā)的形式將碳、氧、鐵等元素拋射到星際介質(zhì)中，為新一代恒星和行星的形成提供“原材料”。JADESGSz140中氧的存在，正是這一過程的直接證據(jù)。

韋布望遠(yuǎn)鏡的近紅外相機(jī)（NIRCam）和光譜儀（NIRSpec）在此次發(fā)現(xiàn)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。其獨(dú)特的紅外探測(cè)能力使科學(xué)家能夠穿透早期宇宙中彌漫的塵埃，捕捉到星系發(fā)出的微弱光線。通過分析這些光線，研究人員不僅確認(rèn)了氧的存在，還發(fā)現(xiàn)JADESGSz140的恒星總質(zhì)量與中心黑洞質(zhì)量相當(dāng)，這一現(xiàn)象與當(dāng)今宇宙中星系與黑洞的演化關(guān)系存在顯著差異，為理解超大質(zhì)量黑洞的起源提供了新線索。

盡管此次發(fā)現(xiàn)符合理論預(yù)期，但早期宇宙中星系的復(fù)雜性仍令科學(xué)家驚嘆。韋布望遠(yuǎn)鏡已發(fā)現(xiàn)數(shù)百個(gè)形成于宇宙誕生后5億年內(nèi)的星系，它們普遍具有成熟的結(jié)構(gòu)、高亮度和豐富的重元素，甚至部分星系中心存在活躍的黑洞。這些特征挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)認(rèn)知，即早期宇宙應(yīng)主要由原始、無(wú)序的氣體云組成。然而，截至目前，科學(xué)家尚未找到確鑿證據(jù)證明第一代恒星（第三星族）的存在——這類恒星應(yīng)由純氫和氦構(gòu)成，不含任何重元素。

隨著韋布望遠(yuǎn)鏡持續(xù)掃描深空，科學(xué)家期待能探測(cè)到更遙遠(yuǎn)、更原始的天體，從而揭開宇宙“第一縷光”的神秘面紗。JADESGSz140的發(fā)現(xiàn)或許只是開始，它為人類探索早期宇宙的化學(xué)組成和演化歷程奠定了重要基礎(chǔ)。