Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) và Hubble đã cùng nhau ghi lại một hiện tượng vũ trụ vô cùng hiếm gặp: một hệ thống gồm năm thiên hà đang va chạm, được đặt tên thân mật là "Ngũ Long JWST". Sự kiện thiên hà này diễn ra chỉ khoảng 800 triệu năm sau Vụ Nổ Lớn, một giai đoạn cực kỳ sớm trong lịch sử vũ trụ.
Khám phá này mang ý nghĩa quan trọng bởi lẽ các vụ va chạm thiên hà quy mô lớn như vậy là cực kỳ hiếm hoi trong vũ trụ sơ khai. Thông thường, các vụ sáp nhập chỉ liên quan đến hai thiên hà, nhưng "Ngũ Long JWST" lại thể hiện một tương tác phức tạp với năm thiên hà liên kết vật lý, cùng với 17 thiên hà vệ tinh. Dữ liệu từ camera cận hồng ngoại NIRCam của JWST đã hé lộ một quầng khí lớn bao quanh nhóm thiên hà này, xác nhận rằng chúng thực sự đang tương tác vật lý với nhau chứ không phải là ảo ảnh quang học.
Khoảng cách giữa các thiên hà dao động từ 43.300 đến 60.700 năm ánh sáng, cho thấy chúng đang ở giai đoạn gần hoàn tất quá trình sáp nhập. So với "Ngũ Long Stephan", một nhóm bốn thiên hà tương tác nổi tiếng trong vũ trụ gần của chúng ta, "Ngũ Long JWST" trẻ hơn nhiều và hoạt động mạnh mẽ hơn trong việc hình thành sao. Tổng khối lượng sao trong "Ngũ Long JWST" ước tính lên tới mười tỷ khối lượng mặt trời.
Các nhà khoa học tin rằng hoạt động dữ dội này có thể dẫn đến sự hình thành một "thiên hà đen" khổng lồ – một hệ thống đã cạn kiệt nhiên liệu và ngừng tạo ra các ngôi sao mới – trong vòng khoảng một tỷ năm sau Vụ Nổ Lớn. Phát hiện này cung cấp dữ liệu quý giá để hiểu về sự tiến hóa ban đầu của các thiên hà và thách thức các mô hình vũ trụ học hiện tại, đồng thời gợi mở về sự cần thiết của các lý thuyết vật lý mới về sự hình thành vũ trụ.
Các nhà khoa học, dẫn đầu bởi nhà nghiên cứu Weida Hu từ Đại học Texas A&M, đã nhấn mạnh tính hiếm có của việc phát hiện một hệ thống đa thiên hà như vậy, ước tính xác suất chỉ dưới 1%. Sự tương đồng đáng chú ý với Ngũ Long Stephan là sự hiện diện của một cầu nối vật chất kết nối hai thiên hà, dấu hiệu của đuôi thủy triều do tương tác thiên hà. Tuy nhiên, tốc độ hình thành sao của Ngũ Long JWST lại cao hơn đáng kể.
Dữ liệu từ JWST cũng cho thấy các thiên hà này có tốc độ hình thành sao cao hơn nhiều so với các thiên hà già hơn, ít hoạt động hơn trong Ngũ Long Stephan. Khối lượng sao tập thể của Ngũ Long JWST, tương đương 10 tỷ mặt trời, cùng với tốc độ hình thành sao cao, cho thấy các thiên hà đang sáp nhập này có thể phát triển thành một thiên hà lớn, tĩnh lặng (không còn hình thành sao mới) trong khoảng 1 đến 1,5 tỷ năm sau Vụ Nổ Lớn. Điều này có thể giải thích cách các thiên hà lớn, tĩnh lặng hình thành nhanh chóng thông qua sự kết hợp của các thiên hà nhỏ hơn trong vũ trụ sơ khai.