其旋轉(zhuǎn)的塊狀結(jié)構(gòu)挑戰(zhàn)了關(guān)于宇宙演化的理論模型。

一團(tuán)“宇宙葡萄”正在挑戰(zhàn)當(dāng)前關(guān)于宇宙最早時(shí)期星系如何形成的理論模型。通過(guò)結(jié)合阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列（ALMA）和詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）的觀測(cè)數(shù)據(jù)，天文學(xué)家前所未有地觀測(cè)到了一個(gè)在宇宙大爆炸后僅9億年形成的旋轉(zhuǎn)盤星系內(nèi)部，大約15個(gè)巨大的“恒星形成團(tuán)塊”。

國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)在8月7日發(fā)表于《自然·天文學(xué)》的研究中解釋道：“早期星系通過(guò)暗物質(zhì)和氣體聚集形成，并演化成由并合和反饋機(jī)制驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)熾熱、混沌的結(jié)構(gòu)。相比之下，在大爆炸后僅14億年的大質(zhì)量星系中，卻觀測(cè)到了異常平滑的旋轉(zhuǎn)盤，這意味著其動(dòng)力學(xué)演化極其迅速?！?/p>

要理解這種宇宙演化是如何展開的，需要有能力研究年輕星系 —— 而此前觀測(cè)工具靈敏度和空間分辨率的限制使得這很困難。即使憑借哈勃太空望遠(yuǎn)鏡（Hubble）的突破性能力，“宇宙葡萄”星系也僅呈現(xiàn)為一個(gè)平滑、單一的盤狀結(jié)構(gòu)。利用更先進(jìn)的項(xiàng)目如JWST和ALMA，天文學(xué)家得以在鄰近宇宙天體的幫助下重新聚焦于這個(gè)神秘目標(biāo)。

根據(jù)美國(guó)國(guó)家射電天文臺(tái)（NRAO）的研究公告，宇宙葡萄結(jié)構(gòu)“恰好通過(guò)引力透鏡效應(yīng)被前景的一個(gè)星系團(tuán)完美放大”。這個(gè)機(jī)會(huì)讓研究人員得以對(duì)這個(gè)單一星系系統(tǒng)投入超過(guò)100小時(shí)的高質(zhì)量望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)時(shí)間，使其成為早期宇宙中被最廣泛分析的星系之一。

與哈勃圖像中看到的單一圓盤截然不同，JWST和ALMA指數(shù)級(jí)提高的分辨率揭示了一個(gè)完全不同的景象 —— 一個(gè)旋轉(zhuǎn)的星系內(nèi)部充滿了巨大的、塊狀的恒星形成結(jié)構(gòu)，形似葡萄園里的果實(shí)。這一發(fā)現(xiàn)也是天文學(xué)家首次成功地將一個(gè)早期星系內(nèi)部較小的結(jié)構(gòu)與它們整體的大尺度旋轉(zhuǎn)聯(lián)系起來(lái)。數(shù)據(jù)如此詳細(xì)，以至于他們甚至實(shí)現(xiàn)了10秒差距（約30光年）的空間分辨率。

特別引人注目的是，根據(jù)天文學(xué)家對(duì)星系演化的理解，“宇宙葡萄”并非一個(gè)特例或極端案例。相反，在恒星形成率、質(zhì)量、化學(xué)成分和大小等屬性上，它都處于星系的標(biāo)準(zhǔn)主序上。這表明，該時(shí)代許多先前被記錄為平滑的星系，可能更接近于通過(guò)JWST和ALMA看到的這種塊狀、動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)。

美國(guó)國(guó)家射電天文臺(tái)的公告解釋道：“由于現(xiàn)有模擬未能重現(xiàn)早期旋轉(zhuǎn)星系中存在如此大量團(tuán)塊的現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)星系如何形成和演化提出了關(guān)鍵問(wèn)題。它表明我們對(duì)年輕星系中反饋過(guò)程和結(jié)構(gòu)形成的理解可能需要重大修訂?！?/p>

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