早期星系看起来像块状的“宇宙葡萄”
一位艺术家对“宇宙葡萄”星系的印象，该星系由至少15个巨大的恒星形成团块组成，远远超过了目前理论模型预测的早期单个旋转盘中可能存在的团块。来源：NSF/AUI/NSF NRAO/B.Saxton
（蜘蛛网eeook.com）据《大众科学》（安德鲁·保罗）：一组“宇宙葡萄”正在挑战目前关于星系在宇宙最早的亿万年中是如何形成的理论模型。在结合了阿塔卡姆大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）和詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测结果后，天文学家现在对大爆炸后仅9亿年形成的单个旋转盘中约15个巨大的“恒星形成团块”进行了前所未有的观察。
国际研究小组在8月7日发表的《自然天文学》研究中解释说：“早期星系是通过暗物质和气体组装形成的，在合并和反馈的驱动下演变成动态高温、混沌的结构。”。“相比之下，在大爆炸后仅14亿年，在大质量星系中观察到非常平滑的旋转盘，这意味着快速的动力学演化。”
宇宙葡萄最初出现在过去的HST数据中，是一个具有光滑恒星盘的典型星系（左）。然而，JWST（中）和ALMA（右）的深入、高分辨率的后续观测表明，它实际上是由许多嵌入光滑旋转气体盘中的致密恒星团组成的。右侧面板中的红色和蓝色分别表示红移和蓝移的气体运动，追踪圆盘的旋转。来源：NSF/AUI/NSF NRAO/B.Saxton
了解这种宇宙演化是如何展开的，需要研究年轻星系的能力——这在以前由于观测工具的灵敏度和空间分辨率的限制而变得困难。即使有哈勃太空望远镜的突破性能力，“宇宙葡萄”星系也只是以光滑、奇异的盘状结构出现。利用JWST和ALMA等最新和更先进的项目，天文学家能够在宇宙邻居的帮助下重新关注这个神秘的目标。
根据国家射电天文台的一项研究公告，宇宙葡萄结构“恰好被前景星系团通过引力透镜完美放大”。这一机会使研究人员能够将100多个小时的高质量望远镜时间用于单个系统，使其成为早期宇宙中分析最广泛的星系之一。
JWST和ALMA的分辨率呈指数级增长，而不是哈勃图像中看到的单个圆盘，展示了一种完全不同的情况——一个充满巨大、块状恒星结构的旋转星系，类似于葡萄园水果。这一发现也是天文学家首次成功地将早期星系较小的内部结构与其较大的集体旋转联系起来。这些数据非常详细，他们甚至设法实现了10秒差距（约30光年）的空间分辨率。
特别引人注目的是，考虑到天文学家对银河系演化的理解，《宇宙葡萄》并不是一个奇怪或极端的例子。相反，当涉及到恒星形成、质量、化学成分和大小等属性时，它存在于标准的主要星系序列中。这表明，许多以前被记录为光滑的星系可能更像通过JWST和ALMA看到的块状动态结构。
国家射电天文台的公告解释说：“由于现有的模拟在早期无法再现旋转星系中如此大量的团块，这一发现引发了关于星系如何形成和演化的关键问题。”。“这表明，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。”
