Synth Daily

宇宙距离纪录简史

这篇内容回顾了人类测量宇宙距离的演进史。最初,我们只能看到邻近的仙女座星系等寥寥几个“天外来客”。随着哈勃望远镜等技术的出现,我们先是确认了星系在银河系之外,随后又发现了类星体和伽马射线暴,它们轮流刷新着最远天体的纪录。如今,詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)将这一边界推向了前所未有的深度,目前已知的最遥远天体是 MoM-z14,距离我们约 338亿光年

肉眼可见的宇宙边界

尽管夜空中繁星点点,但在银河系之外,普通人用肉眼能看到的星系只有四个。直到1920年代,我们才确认它们并非银河系内的天体。

  • 三角座星系 (M33): 最早于1654年被记录,距离地球约 288万光年。它通常被认为是普通人肉眼能看到的最远天体。
  • 仙女座星系 (M31): 距离稍近,但更为明亮。哈勃正是在这个星系中识别出单颗恒星,从而在1923年开启了我们对“河外星系”的认知。
  • 波德星系 (M81): 距离地球远达 1200万光年。只有极少数视力超常的人,在最理想的观测条件下,才声称用肉眼看到过它。

早期望远镜的探索

随着望远镜技术的进步,天文学家开始记录下更多模糊的“星云”,但当时并不知道它们的真实距离。

1779年,查尔斯·梅西耶记录了室女座星系团中的 M58,它距离地球 6200万光年,是当时人类发现的最遥远天体。

几年后,威廉·赫歇尔在1786年发现了 NGC 1,将这一纪录推至 1.85亿光年。然而,这些天体的真实距离直到20世纪才被测量出来。

类星体与伽马射线暴的时代

从1960年代开始,一些亮度极高、距离极远的天体开始主导宇宙距离纪录。

  • OJ 287: 早在1887年就被拍下,但直到1960年代才测定其距离为 35亿光年。它是一个包含超大质量双黑洞的耀变体。
  • 3C 9: 这是一个类星体,在1965年被确认为首个红移值超过2的天体,距离地球 160亿光年,打破了当时的纪录。
  • GRB 090423: 2009年观测到的一次伽马射线暴,距离地球约 300亿光年,它一度成为已知的最遥远天文事件。

在很长一段时间里,纪录在星系、类星体和伽马射线暴之间来回交替。例如,星系曾短暂夺回纪录,但很快又被更遥远的类星体或伽马射线暴超越。

空间望远镜的革命

哈勃空间望远镜和詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)的出现,彻底改变了深空观测的面貌,星系重新成为距离纪录的保持者。

哈勃的贡献

哈勃望远镜发现了多个破纪录的早期星系,如 EGSY8p7GN-z11。其中,GN-z11曾长期保持最遥远星系的头衔,直到被JWST超越。

JWST 的新发现

JWST凭借其强大的红外探测能力,不断刷新着宇宙的边界。

  • JADES-GS-z13-0: 在2022年被发现,曾短暂成为最遥远星系。
  • JADES-GS-z14-0: 在2024年超越前者,其光线来自宇宙诞生后仅 2.9亿年 的时期。
  • MoM-z14: 截至目前,这是已确认的最遥远星系,由JWST在2025年确认(基于预印本发布年份),距离地球长达 338亿光年

这些发现表明,我们观测宇宙的能力正在飞速提升,不断将人类的视野推向更古老、更遥远的过去。