北京
来源：科技日报
科技日报记者 张梦然
据物理学家组织网日前报道，一个国际研究团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜，捕捉到宇宙大爆炸后仅12亿年时一组原始星系群的“组装”过程。由日本国立天文台罗纳尔多·莱什拉姆领导的研究小组，确认了这个名为SCGG-z5的致密星系原星系群。它由六个年轻星系构成，已全部通过光谱学手段验证了距离。这项发现为理解宇宙中大型星系的形成过程提供了新窗口。
这些星系挤在一片宽度仅约5.2万光年的天空区域内，这一区域还不到银河系直径的一半。在当前主流的宇宙学模型中，星系通过逐级合并的方式成长——较小的天体在漫长岁月里相互碰撞、聚合。而SCGG-z5这类处于极高密度区域的原始星系群，恰好是检验这一理论的关键标本。
韦布望远镜的深度成像和SAPPHIRES巡天的无缝光谱数据显示，这六个星系均呈现紊乱而不规则的形态。其中三个星系的恒星形成率达到甚至超过同期典型水平，有一个更是显著快于预期。团队指出，这种混乱面貌符合持续引力交互或合并过程的推测。恒星形成图还显示，气体似乎正朝某些星系核心汇集，暗示部分星系可能经历着由内向外的生长过程。不过质量最大的那个星系表现出相反模式——中心相对平静，外围反而更活跃。
研究团队据此判断，在正式合并之前，大环境已经提前分化了各“成员”的“成长路径”。分析进一步证实，这是一个动态活跃的不稳定系统。这些星系彼此相对运动速度很快，足以在1400万年内完成多次近距离交会。
通过与宇宙学模拟对比，团队分析，这六个星系将在观测时刻之后约4亿年完全合并为一个整体。新形成的星系预计会继续增长，在大约相当于宇宙年龄60亿年时达到千亿倍太阳质量，这可能是未来星系群中心最亮星系的雏形。从恒星形成到最终合并的完整过程估计耗时8亿年。
SCGG-z5为早期宇宙中的星系群形成提供了一次罕见的直接观测。团队呼吁未来结合韦布望远镜对气体运动的精细光谱观测，以及阿塔卡玛大型毫米波阵列对冷气体的探测，以进一步验证潮汐相互作用是否真的驱动了这些星系间的差异。
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