科技日報記者 張夢然

天文學家利用美國國家航空航天局（NASA）與歐洲空間局（ESA）聯合運營的詹姆斯·韋布太空望遠鏡（JWST），觀測到一個在大爆炸后僅7億年就形成的星系“自內向外”的生長過程。這個星系盡管體積只有銀河系的百分之一，但在早期宇宙中卻顯得異常“成熟”。該研究成果發表在最新的《自然·天文學》雜志上。

類似于現代的大都市，該星系核心區域恒星密集，而其“郊區”則恒星較為稀疏。目前，星系邊緣的新恒星形成正在加速，這標志著它正在向外擴展。

這是迄今為止發現的最早的由核心向外圍擴張的星系生長模式。在韋布望遠鏡投入使用之前，科學家無法對宇宙歷史如此早期階段的星系生長進行詳細研究。而通過對類似星系的研究，可以增進人們對于這些結構如何從原始氣體云演化為今天所見的復雜形態的理解。

當代星系主要通過兩種機制成長：一種是吸入或吸積氣體以形成新恒星；另一種則是通過與較小星系的合并。至于早期宇宙是否采用不同的成長機制，這個問題需要韋布望遠鏡幫助揭開謎底。

此次發現的星系擁有一個高密度的核心，其中心密度堪比當今巨大的橢圓星系，而后者的恒星數量是前者的千倍之多。但隨著星系規模增長，外圍恒星形成率顯著提升。這種增長模式曾被理論模型預測過，現在人類終于得以親眼見證。

“韋布望遠鏡之所以對天文學界意義重大，原因之一在于我們現在能夠觀察到過去只能通過建模預測的現象。”論文合著者、卡文迪什實驗室的威廉·貝克說。

他們利用韋布望遠鏡收集的不同波長的光譜信息，估算出恒星總質量和當前的恒星形成速率并進行了建模。據估計，星系邊緣的恒星質量大約每1000萬年翻一番，這一速度遠遠超過銀河系的每100億年翻一番。

團隊表示，星系如何隨時間而演變是天體物理學中一個關鍵問題。近千萬年來，人們已積累了大量相關數據，而現在借助韋步望遠鏡，已可以追溯至數十億年前，探索宇宙最初的10億年。

總編輯圈點：

文中有一句話令人印象深刻：我們現在能夠觀察到過去只能通過建模預測的現象。詹姆斯·韋布空間望遠鏡于2021年年底發射升空，被稱為有史以來最復雜的科學設備之一。有了它，人類可以對更遙遠、更古老的宇宙進行更精細研究。此次，科研人員通過韋布望遠鏡，觀測到一個古老星系自內向外的生長過程，對了解星系演變有重要意義。如今，天文望遠鏡已經進入了全波段時代，人們用各種方式去看、去聽、去找尋宇宙形成演化的秘密。