一项由詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）引发的宇宙谜题或许已经找到了答案。早期宇宙中观测到的尘埃“又多又早”，这与当时缺乏重元素的条件相矛盾，挑战了我们对尘埃形成的传统认知。通过对一个邻近的低金属矮星系 Sextans A 的研究，科学家发现，被称为渐近巨星（AGB 星）的晚期恒星是主要的尘埃生产者。关键在于，即使在几乎不含硅元素的环境中，这些恒星也能有效地制造尘埃，从而揭示了一条与现代银河系不同的早期尘埃形成路径，解决了这个长期存在的难题。
“又多又早”的宇宙尘埃之谜
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST） 凭借其强大的红外观测能力，让我们看到了宇宙最遥远的角落。在这些诞生于宇宙大爆炸后仅几亿年的古老星系中，天文学家发现了一个令人困惑的现象：它们的尘埃含量异常丰富。
“这些星系是如何在如此短的时间内制造出这么多尘埃的？”
这是一个核心问题。因为宇宙尘埃的形成需要比氢和氦更重的元素，而这些重元素本身是由恒星在一代代演化中缓慢“烹饪”出来的。在宇宙历史的最初阶段，恒星形成活动刚刚起步，理应没有足够的时间和原材料来产生如此大量的尘埃。
- 传统认知： 尘埃形成需要丰富的重元素，特别是碳、硅和铁。
- 早期宇宙的现实： 重元素极为稀少，星系金属含量极低。
- 观测到的矛盾： 尽管条件“恶劣”，许多早期星系依然“尘土飞扬”。
在宇宙后院寻找线索
为了解开这个谜团，科学家们采取了一种巧妙的策略：与其直接研究那些因距离遥远而难以分辨的早期星系，不如在我们的“宇宙后院”里寻找一个相似的替代品。
这个替代品就是 Sextans A，一个距离我们约 460 万光年的矮星系。
- 极度孤立： 它远离银河系等大型星系，演化过程受到的干扰较少。
- 低金属含量： 它的重元素丰度极低，仅为太阳系的 3% 左右，非常接近早期宇宙的原始环境。
通过 JWST 对 Sextans A 的观测，研究团队确认了其中存在大量尘埃，特别是通过一种名为 多环芳烃（PAH） 的特定分子发出的信号。这些分子在被年轻恒星加热时会发出独特的红外光，它们的出现明确证实了尘埃的普遍存在。
尘埃的真正来源：渐近巨星
然而，年轻恒星只是“照亮”了尘埃，并非其制造者。那么，尘埃究竟从何而来？答案指向了一类特殊的恒星：渐近巨星（AGB 星）。
AGB 星是大多数恒星生命末期经历的一个阶段。在这个阶段，它们会向外抛射大量物质，成为宇宙中效率极高的“尘埃工厂”。对 Sextans A 中 AGB 星的光谱进行分析后，科学家们得出了一个突破性的发现：
即使在几乎不含硅元素的情况下，尘埃依然能够形成。这就像发现你可以在没有面粉的情况下，仅用黄油和糖来烤蛋糕。
在我们的银河系中，尘埃的主要成分是硅酸盐颗粒，硅是不可或缺的原料。但在 Sextans A 这样的低金属环境中，AGB 星产生的尘埃主要是 富含铁但贫乏硅 的。
结论：一个被改写的“配方”
Sextans A 的观测结果最终揭示了早期宇宙尘埃形成的不同机制。事实证明，宇宙在它的“童年时代”使用了与今天不同的“配方”来制造尘埃。
- 早期宇宙配方： 主要依赖碳和铁，不需要大量的硅。
- 现代宇宙配方： 碳、硅、铁等多种元素共同作用。
因此，早期星系中尘埃“又多又早”的现象不再是一个无法解释的谜题。这只是因为宇宙遵循了一条我们此前未曾预料到的、更直接的尘埃制造路径。这个发现不仅加深了我们对星系演化的理解，也再次证明了宇宙总能在我们意想不到的地方带来惊喜。