天文学家们利用詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)和哈勃望远镜的强大观测能力,捕捉到了一幅令人惊叹的宇宙图景——一个名为“JWST的五重星系”的罕见系统。该系统位于宇宙大爆炸后约8亿年,展示了五个星系正处于剧烈的碰撞与融合过程中。这个由五个物理上相互连接的星系组成的集合体,伴随着明显的潮汐尾和多达17个卫星星系,清晰地展现了早期宇宙中活跃的星系形成以及强大的氢和氧喷流。
此次发现尤为重要,因为它揭示了在早期宇宙中,如此大规模的多星系碰撞事件极为罕见。通常情况下,星系间的相互作用多为两两发生,而“JWST的五重星系”则呈现出复杂且密集的互动。JWST的近红外相机(NIRCam)观测到的围绕该星系群的全新气体晕,进一步证实了这些星系是物理上相互作用的,而非偶然的视觉叠加。该五重星系中星系间的距离差异表明,它们正处于一个近乎完全合并的阶段。
与我们宇宙邻近区域著名的“斯蒂芬五重星系”相比,“JWST的五重星系”虽然在结构上存在相似之处,例如星系间物质桥的连接,但其星系形成活动却要活跃得多。研究表明,该系统中的恒星总质量估计为100亿个太阳质量,并且其高恒星形成率预示着这些碰撞中的星系可能在宇宙大爆炸后约10亿至15亿年内演化成一个巨大的“静止星系”——即停止产生新恒星的星系。
这一发现不仅为理解早期星系的形成和演化提供了关键数据,也对现有的宇宙学模型提出了挑战。它暗示着宇宙的形成过程可能比我们之前认为的更为复杂,并且可能需要新的物理理论来解释“静止星系”在早期宇宙中快速形成的可能性。例如,有研究表明,早期宇宙中的黑洞可能在星系形成中扮演了更积极的角色,它们产生的喷流甚至可能加速了第一批恒星的诞生,这颠覆了传统认为黑洞是在恒星形成后才出现的观点。这些新的观测和理论正在共同重塑我们对宇宙初期的认识,揭示了星系形成与黑洞演化之间深刻的相互联系。