科技日報訊(記者 張夢然)天文學(xué)家利用美國國家航空航天局(NASA)與歐洲空間局(ESA)聯(lián)合運營的詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)，觀測到一個在大爆炸后僅7億年就形成的星系“自內(nèi)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(fā)表在最新的《自然·天文學(xué)》雜志上。

　　類似于現(xiàn)代的大都市，該星系核心區(qū)域恒星密集，而其“郊區(qū)”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(biāo)志著它正在向外擴(kuò)展。

　　這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最早的由核心向外圍擴(kuò)張的星系生長模式。在韋布望遠(yuǎn)鏡投入使用之前，科學(xué)家無法對宇宙歷史如此早期階段的星系生長進(jìn)行詳細(xì)研究。而通過對類似星系的研究，可以增進(jìn)人們對于這些結(jié)構(gòu)如何從原始?xì)怏w云演化為今天所見的復(fù)雜形態(tài)的理解。

　　當(dāng)代星系主要通過兩種機(jī)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(jī)制，這個問題需要韋布望遠(yuǎn)鏡幫助揭開謎底。

　　此次發(fā)現(xiàn)的星系擁有一個高密度的核心，其中心密度堪比當(dāng)今巨大的橢圓星系，而后者的恒星數(shù)量是前者的千倍之多。但隨著星系規(guī)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(yù)測過，現(xiàn)在人類終于得以親眼見證。

　　“韋布望遠(yuǎn)鏡之所以對天文學(xué)界意義重大，原因之一在于我們現(xiàn)在能夠觀察到過去只能通過建模預(yù)測的現(xiàn)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(yuǎn)鏡收集的不同波長的光譜信息，估算出恒星總質(zhì)量和當(dāng)前的恒星形成速率并進(jìn)行了建模。據(jù)估計，星系邊緣的恒星質(zhì)量大約每1000萬年翻一番，這一速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過銀河系的每100億年翻一番。

　　團(tuán)隊表示，星系如何隨時間而演變是天體物理學(xué)中一個關(guān)鍵問題。近千萬年來，人們已積累了大量相關(guān)數(shù)據(jù)，而現(xiàn)在借助韋步望遠(yuǎn)鏡，已可以追溯至數(shù)十億年前，探索宇宙最初的10億年。