颠覆想象天文学家发现宇宙初期奇特星系

2025-08-19 | 来源: 大纪元 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

天文学家发现一个形成于宇宙初期的遥远星系，看起来就像一串葡萄，因此将它昵称为“宇宙葡萄”（Cosmic Grapes）。这项发现远远超出了天文学家对宇宙初期星系的想像。

借由位于智利的阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array，ALMA）和美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯‧韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope，JWST），而且在重力透镜效应的强化之下，天文学家发现了这个原始星系。

该星系形成于宇宙大爆炸9.3亿年后，当时仍属于宇宙初期。它有至少15个由恒星组成的致密团块。这些团块嵌入一个旋转圆盘中，状似“宇宙葡萄”。

这些“葡萄”每颗的大小从10至60秒差距（parsec，1秒差距约等于3.26光年）不等。它们发出的紫外光占了整个星系的70%，这重塑了人们对早期星系结构形成的认知。

天文学家用望远镜观测这个星系的时间超过100个小时，使其成为早期宇宙中研究最深入的星系之一。

尽管先前在哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope）的观测中，该星系看起来像一个光滑的单一圆盘状物体，但ALMA和JWST强大的分辨率，加上重力透镜效应的增强，使该星系呈现截然不同的“葡萄”样貌。

这项研究的主要报告撰写人、先前在美国德州大学奥斯汀分校（University of Texas at Austin）任职的研究人员藤本诚二（Seiji Fujimoto）在新闻稿中说：“这个天体被认为是迄今已发现的遥远星系中重力透镜效应最强的星系之一。”

目前任职于加拿大多伦多大学（University of Toronto）的藤本诚二补充说：“由于这种强大的自然放大效应，加上一些世界最先进望远镜的观测，我们获得了一个独特的机会，能够以前所未有的灵敏度和分辨率研究遥远星系的内部结构。”

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这项发现标志着天文学家首次将宇宙初期典型星系的小尺度内部结构与大尺度旋转连结起来，其空间分辨率达到仅10秒差距。

这个星系并非一个罕见或极端的系统。就其恒星形成的活动、质量、大小和化学成分而言，它恰好位于星系的“主序列”上，这意味着它很可能代表了一个比较广泛的族群。

如果是这样的话，那么许多其它目前观测到、看似光滑的星系可能由类似的未被观测到的子结构构成，而这些子结构受限于目前望远镜的分辨率，无法呈现其真实样貌。

由于现有的模拟无法在宇宙初期重现旋转星系中如此大量的团块，这项发现提出了关于星系如何形成和演化的关键问题。这意味着我们对年轻星系的反馈过程和结构形成的理解可能需要进行重大修正。

“宇宙葡萄”为了解星系的诞生和发展开启了一个独特的窗口，也许它只是众多此类星系中的第一个。未来的观测将成为揭示这种团块结构在宇宙初期是否普遍存在的关键。

上述研究成果于8月7日发表在《自然-天文学》（Nature Astronomy）期刊上。