COSMOS—Web最令人震撼的发现是宇宙早期存在数量惊人的星系，这颠覆了以往的理论预期。它的观 测数据显示，在宇宙诞生后的最初5亿年内，星系实测数量是基于哈勃数据预测值的约10倍。这一发现 让天文学家深感困惑，因为按照标准宇宙学模型，大爆炸后物质需要相当长时间才能在引力作用下坍缩 形成恒星和星系。这些早期星系不仅数量惊人，其成熟度也超出预期。许多星系在宇宙年龄仅3亿至4亿 年时就已形成完整结构和成熟的恒星群体，其中一些星系的质量相当于10亿倍太阳质量。凯西认 为："宇宙过早地产生了太多的光，它只有大约4亿年时间来形成约10亿倍太阳质量的恒星。我们尚不确 定这是如何实现的。" COSMOS—Web的另一个重大发现是大量超大质量黑洞在宇宙极早期的存在。这些宇宙"巨兽"通常位于 星系中心，质量相当于数百万至数十亿倍太阳质量。按照传统理论，它们需要数十亿年才能通过吸积物 质缓慢增长到如此规模。然而，COSMOS—Web数据显示，在宇宙年龄不足5亿年时，这些超大质量黑 洞就已经存在，它们与宿主星系共同演化的速度远超理论预期。这一发现不仅挑战了黑洞形成理论，也 迫使科学家重新思考星系与黑洞共生关系的本质——是黑洞先于宿 ...

核心发现 - 英国卡迪夫大学团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜对蝴蝶星云进行观测 揭示了其核心区域复杂的宇宙尘埃结构[1] - 蝴蝶星云位于天蝎座 距离地球约3400光年 属于双极星云 具有两个气体叶片构成的翅膀和环状致密尘带形成的身体[1] - 环状尘带由晶体硅酸盐如石英以及不规则形态的尘粒构成 尘粒大小约为百万分之一米 以宇宙尘埃标准属于较大尺寸 表明经历了长时间生长过程[1] 恒星特征 - 环状致密尘带遮蔽了星云中心恒星 该恒星是类似太阳恒星遗留下来的古老核心 为星云提供能量使其发光[1] - 中心恒星温度高达22万开尔文 是银河系中已知最炽热的行星状星云中心恒星之一[1] 尘埃组成 - 星云中同时存在相对平静环境下形成的冷晶体和剧烈环境下形成的无定形尘埃 为理解行星基本材料聚集提供了关键证据[1] - 观测发现碳基分子多环芳香烃 可能与生命化学成分相关 为行星和生命起源研究打开了新窗口[2] 研究意义 - 研究成果为研究地球及其他岩质行星的起源提供了重要参考[1] - 相关论文于8月26日发表于《皇家天文学会月刊》[1]

核心观点 - 詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）首次直接成像了一颗小型气态巨行星，这是其运行期间发现的首颗系外行星，标志着向直接成像更小、与地球质量接近的行星目标迈出重要一步 [1] - 这一发现填补了太空认知空白，有助于理解早期行星形成过程及原行星盘内的动态变化 [1] - JWST捕捉到了迄今为止通过直接成像方法观测到的质量最小的系外行星，克服了这类行星相对较暗且信号易被母星光芒掩盖的技术挑战 [1] 技术突破 - 法国国家科学研究中心巴黎天文台研究团队开发了特殊日冕仪，安装在JWST的MIRI仪器上，能够遮挡中央恒星的强光，使周围较暗物体更易被观察到 [1] - 借助这项技术，JWST在年轻恒星TWA 7周围复杂的三环星盘中探测到了可能的系外行星 [1] 行星特征 - 探测到的候选系外行星TWA 7b质量小于木星但大于海王星，预计质量约为木星的0.3倍 [2] - 轨道距离其母星52个天文单位（1天文单位等于地球与太阳之间的平均距离） [2] - 这些质量和轨道特征符合在星盘第一环和第二环之间形成的系外行星的预期特性 [2] 未来展望 - 下一步JWST有望捕捉到质量仅为木星10%的系外行星图像，将极大促进对类地行星的认知 [2] - 随着更先进成像技术的发展，空间和地面望远镜都将拥有更强的搜索系外行星能力 [2]

宇宙图谱发布 - 由多国科研机构联合发布迄今最大的宇宙图谱"COSMOS-Web"，基于詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）数据构建，涵盖逾78万个星系，时间跨度达135亿年，占据整个宇宙历史的98% [1] - 图谱回溯至大爆炸后约3亿年，观测到宇宙第一批恒星点亮时期，JWST主镜比哈勃大6倍，光收集能力和灵敏度大幅提升，可观测更遥远星系和过去未发现的天体 [1] - 若将哈勃超深空场图像按比例打印为A4纸大小，COSMOS-Web图像则相当于边长4米、面积超15平方米的壁画，在同等观测深度下范围更大 [1] 观测发现 - JWST拍摄到的远古星系数量远超预期，在宇宙诞生后5亿年内发现的星系比哈勃预测多出10倍 [2] - 发现一些超大质量黑洞，这些天体在哈勃时代无法探测到 [2] - 新数据表明宇宙在短短几亿年内就形成大量恒星和复杂结构，挑战了现有宇宙演化模型 [2] 数据开放 - 发布数据包含超深空图像和详尽星系目录，面向全球科研人员开放 [3]

研究背景与发现 - 剑桥大学天文学家尼库·马杜苏丹团队在距离地球124光年的系外行星K2—18b大气层中探测到二甲基硫醚（DMS）和二甲基二硫醚（DMDS）的化学指纹 这些分子在地球上主要由海洋生物或自然生物活动产生 若结果可靠 这将是人类首次在太阳系外行星发现与生命活动相关的复杂有机分子[1] - 研究采用凌星光谱法 通过詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）分析恒星星光穿透行星大气后的吸收痕迹 该方法通过光谱特征识别大气成分 类似于通过紫外线照射纸币水印判断真伪[1] 行星特性与观测历程 - K2—18b于2015年被开普勒太空望远镜发现 其质量约为地球8.6倍 体积为地球2.6倍 处于行星宜居带[2] - 2019年哈勃空间望远镜观测显示其大气可能富含水蒸气 但后续分析认为可能是甲烷[2] - 2023年JWST数据确认K2—18b大气以甲烷和二氧化碳为主 此次研究通过更长波段数据将探测置信度提升至3.4（天文学界认为置信度3为探测底线 5为可靠） 首次在宜居带系外行星大气中发现碳基分子[2] 科学争议与质疑 - 国际研究者质疑观测数据存在较大噪声干扰 已报告特征可能仅为统计波动 其他分子模型可提供类似或更好的拟合效果[3] - 部分研究认为K2—18b更可能是类似海王星的气态行星 缺乏实体表面 且实验室通过非生命化学反应或星际介质也可生成二甲基硫醚[3] 生命探测标准与未来规划 - 当前公认的生命信号探针包括大气中明显的氧气 强烈紫外吸收（由臭氧层导致） 甲烷 或光谱中的红色边缘特征（可能指示类似白垩纪地球的全球森林覆盖）[3] - 多国推进系外生命探测计划 包括中国天邻计划 觅音计划 美国宜居世界天文台项目 欧洲生命项目等 未来将通过天文望远镜技术提升 大气模型发展和天体生物学研究深化认知[4]

系外行星K2-18b的发现 - 国际天文学家团队在距离地球124光年的系外行星K2-18b大气层中检测到二甲基硫醚（DMS）和二甲基二硫醚（DMDS）的化学特征，这是迄今太阳系外可能存在生命活动的最有力证据 [1] - 该行星质量约为地球8.6倍，体积为地球2.6倍，处于宜居带，2019年哈勃望远镜观测显示其大气可能富含水蒸气或甲烷 [2] - 2023年JWST数据确认其大气以甲烷和二氧化碳为主，此次研究将DMS探测置信度提升至3.4，首次在宜居带系外行星发现碳基分子 [2] 探测方法与技术 - 研究采用凌星光谱法，通过JWST捕捉恒星星光穿过行星大气时留下的吸收痕迹来分析大气成分 [1] - 该方法类似于通过紫外线灯照射纸币观察水印，但是从光谱而非图像中寻找特征 [1] - 目前系外生命探测主要依赖JWST等天文望远镜获取行星光谱，公认的生命信号包括氧气、臭氧层导致的紫外吸收以及甲烷等 [3] 科学争议与质疑 - 部分研究者认为观测数据可能存在较大噪声干扰，检测到的特征可能只是统计波动 [3] - 其他分子模型也能给出类似拟合效果，且DMS可能通过非生命过程或星际介质产生 [3] - 有观点认为K2-18b更可能是类似海王星的气态行星，甚至没有实体表面 [3] 国际研究进展 - 多国已制定系外生命探测计划，包括中国的天邻计划和觅音计划、美国的宜居世界天文台项目以及欧洲的生命项目等 [4] - 随着观测技术提升和天体生物学发展，未来将通过更多观察、仿真和模拟来完善生命信号探针的认知 [4]