有史以来观测到的银河系最遥远的孪生兄弟
Zhúlóng的图像显示了它的螺旋臂、一个古老的中心凸起和一个类似银河系的大型恒星形成盘。来源：美国国家航空航天局/加拿大航天局/欧洲航天局，肖（日内瓦大学），G.Brammer（尼尔斯·玻尔研究所），Dawn JWST档案馆
（蜘蛛网eeook.com）据日内瓦大学：由日内瓦大学（UNIGE）领导的一个国际团队发现了迄今为止已知的最遥远的螺旋星系候选者。这个超大质量系统在大爆炸后仅10亿年就存在了，并且已经显示出非常成熟的结构，有一个中心的旧凸起、一个巨大的恒星形成盘和明确的螺旋臂。
这一发现是利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的数据得出的，它为星系如何在早期宇宙中如此迅速地形成和演化提供了重要的见解。这项研究发表在《天文学与天体物理学》上。
像银河系这样的大型螺旋星系预计需要数十亿年才能形成。在宇宙历史的前十亿年里，星系被认为是小的、混乱的、形状不规则的。
然而，JWST开始展现出一幅截然不同的画面。它的深红外成像在比以前预期的更早的时间发现了令人惊讶的巨大和结构良好的星系，这促使天文学家重新评估星系在早期宇宙中是如何以及何时形成的。
早期宇宙中的银河系双胞胎
在这些新发现中，有迄今为止发现的最遥远的螺旋星系候选者Zhelóng，它在大爆炸后仅10亿年的红移中被发现。尽管这个时代很早，但该星系表现出了一种令人惊讶的成熟结构：一个中心的旧凸起、一个巨大的恒星形成盘和螺旋臂——这些特征在附近的星系中很常见。
“我们将这个星系命名为Zhúlóng，在中国神话中的意思是‘火炬龙’。在神话中，Zhúlóng是一条强大的红色太阳龙，通过睁开和闭上眼睛来创造白天和黑夜，象征着光和宇宙时间，”UNIGE科学院天文学系博士后研究员、该研究的主要作者肖梦元博士说。
她补充道：“让Zhúlóng脱颖而出的是它在形状、大小和恒星质量上与银河系有多相似。”。
它的盘面跨度超过60000光年，与我们自己的星系相当，包含超过1000亿太阳质量的恒星。这使其成为有史以来在如此早期发现的最引人注目的银河系类似物之一，引发了关于大爆炸后如此之快如何形成大质量、有序的螺旋星系的新问题。
偶然发现
Zhúlóng是在JWST的PANORAMIC调查（GO-2514）的深度成像中发现的，这是一个由Christina Williams（NOIRLab）和Pascal Oesch（UNIGE）领导的广域河外项目。PANORAMIC利用了JWST独特的“纯并行”模式，这是一种在JWST的主要仪器对另一个目标进行数据采集时收集高质量图像的有效策略。
“这使得JWST能够绘制大面积的天空地图，这对于发现大质量星系至关重要，因为它们非常罕见，”NOIRLab助理天文学家兼PANORAMIC项目首席研究员Christina Williams博士说。
“这一发现突显了纯并行程序在发现稀有、遥远的物体以对星系形成模型进行压力测试方面的潜力。”
螺旋结构以前被认为需要数十亿年才能形成，而大质量星系预计要到宇宙中更晚的时候才会存在，因为它们通常是在较小的星系随着时间的推移合并在一起后形成的。
“这一发现表明JWST如何从根本上改变了我们对早期宇宙的看法，”UNIGE科学院天文学系副教授、PANORAMIC项目的联合首席研究员Pascal Oesch教授说。
未来的JWST和阿塔卡马大型毫米阵列（ALMA）观测将有助于确认其性质，并揭示更多关于其形成历史的信息。随着新的广域JWST调查的继续，天文学家希望找到更多这样的星系，为早期宇宙中塑造星系的复杂过程提供新的见解。
