其旋转的块状结构挑战了关于宇宙演化的理论模型。

一团“宇宙葡萄”正在挑战当前关于宇宙最早时期星系如何形成的理论模型。通过结合阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列(ALMA)和詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的观测数据,天文学家前所未有地观测到了一个在宇宙大爆炸后仅9亿年形成的旋转盘星系内部,大约15个巨大的“恒星形成团块”。
国际研究团队在8月7日发表于《自然·天文学》的研究中解释道:“早期星系通过暗物质和气体聚集形成,并演化成由并合和反馈机制驱动的动力学炽热、混沌的结构。相比之下,在大爆炸后仅14亿年的大质量星系中,却观测到了异常平滑的旋转盘,这意味着其动力学演化极其迅速。”
要理解这种宇宙演化是如何展开的,需要有能力研究年轻星系 —— 而此前观测工具灵敏度和空间分辨率的限制使得这很困难。即使凭借哈勃太空望远镜(Hubble)的突破性能力,“宇宙葡萄”星系也仅呈现为一个平滑、单一的盘状结构。利用更先进的项目如JWST和ALMA,天文学家得以在邻近宇宙天体的帮助下重新聚焦于这个神秘目标。

根据美国国家射电天文台(NRAO)的研究公告,宇宙葡萄结构“恰好通过引力透镜效应被前景的一个星系团完美放大”。这个机会让研究人员得以对这个单一星系系统投入超过100小时的高质量望远镜观测时间,使其成为早期宇宙中被最广泛分析的星系之一。
与哈勃图像中看到的单一圆盘截然不同,JWST和ALMA指数级提高的分辨率揭示了一个完全不同的景象 —— 一个旋转的星系内部充满了巨大的、块状的恒星形成结构,形似葡萄园里的果实。这一发现也是天文学家首次成功地将一个早期星系内部较小的结构与它们整体的大尺度旋转联系起来。数据如此详细,以至于他们甚至实现了10秒差距(约30光年)的空间分辨率。
特别引人注目的是,根据天文学家对星系演化的理解,“宇宙葡萄”并非一个特例或极端案例。相反,在恒星形成率、质量、化学成分和大小等属性上,它都处于星系的标准主序上。这表明,该时代许多先前被记录为平滑的星系,可能更接近于通过JWST和ALMA看到的这种块状、动态的结构。
美国国家射电天文台的公告解释道:“由于现有模拟未能重现早期旋转星系中存在如此大量团块的现象,这一发现对星系如何形成和演化提出了关键问题。它表明我们对年轻星系中反馈过程和结构形成的理解可能需要重大修订。”
如果朋友们喜欢,敬请关注“知新了了”!
