北京
2024年2月25日，太空日报第44期
天文学家认为，最初的星系是围绕着巨大的暗物质晕形成的。但是，一个新发现的星系，其形成时间大约在130亿年前，神秘地出现在那个过程应该发生之前。
詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）在早期宇宙中发现了一个如此巨大的星系，以至于它按理不应该存在，根据研究作者的说法，这对标准宇宙学模型构成了“重大挑战”。
Credit: Swinburne University of Technology
这个被称为ZF-UDS-7329的星系，尽管宇宙寿命长达 138 亿年，但其形成仅 8 亿年，但包含的恒星数量超过了银河系。这意味着它们的形成某种方式上并没有暗物质的参与，这与标准的星系形成模型所提出的相反。
这如何发生尚不清楚，但就像之前JWST发现的其他在早期宇宙中莫名其妙地巨大的星系一样，它威胁到我们对宇宙中最初物质是如何形成的理解，甚至可能是对宇宙学标准模型本身的理解。研究人员于2月14日在《自然》杂志上发表了他们的发现。
研究报告的合著者、国际射电天文学研究中心天文学副教授克劳迪娅·拉戈斯（Claudia Lagos）在一份声明中表示，这些极其巨大的星系出现在宇宙的早期，对我们的标准宇宙学模型构成了重大挑战。 拉各斯补充说，因为巨大的暗物质结构被认为是将早期星系聚集在一起的必要组成部分，但在宇宙早期还没有时间形成。
光在空间的真空中以固定速度传播，因此我们越深入地观察宇宙，我们拦截到的光就越远，我们看到的时间也就越早。这使得研究人员能够使用 JWST 发现大约 115 亿年前的 ZF-UDS-7329。
通过研究来自这个极远星系恒星的光谱，研究人员发现这些恒星是在观测前的15亿年左右诞生的，也就是大约130亿年前。
天文学家不确定最初的恒星团何时开始聚集成我们今天所见的星系，但宇宙学家之前估计，这一过程在大爆炸后的最初几亿年内缓慢开始。
当前理论认为，暗物质晕（一种神秘且看不见的物质，被认为构成了现在宇宙25%的成分）与气体结合形成了星系的最初种子。在宇宙生命的前10亿到20亿年内，早期的原星系随后达到了青春期，形成了矮星系，这些矮星系开始相互吞噬，成长为像我们自己的星系一样。
但新的发现让这种观点变得复杂：不仅星系在没有足够的暗物质积累来促其形成的情况下就凝结成型，而且在一次突然的恒星形成爆发之后，这个星系突然变得静止——意味着它的恒星形成停止了。
参考[1]https://www.space.com/ancient-galaxy-upending-cosmology[2] https://www.nature.com/articles/s41598-024-52585-4
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