
詹姆斯·韦伯望远镜发现的星系非常巨大:每个星系的质量大约是太阳的 1000 亿倍。令人惊讶的是,这些星系是在大爆炸后不到十亿年形成的。
这个时期被称为宇宙的“黑暗时代”,对于理解第一批恒星和星系如何开始发光至关重要。然而,这些巨大结构的存在与传统观念相矛盾,传统观念认为早期宇宙中恒星的形成是一个缓慢而有限的过程。
通常情况下,星系出现在巨大的暗物质晕中,暗物质的引力会吸入气体和尘埃,而气体和尘埃是恒星形成的基本成分。在大多数情况下,由于减缓气体压缩的过程,只有 20% 落入这些晕的气体会变成恒星。
然而,“红色怪物”似乎违反了这一规则,因为它们高达 80% 的气体已转化为明亮的年轻恒星。这种现象表明,早期星系可能已经进化出未知的机制,从而实现了前所未有的恒星形成效率。

“红色怪物”的绰号来自于它们特有的微红色光芒,这是它们的年龄以及它们与地球相隔遥远距离的影响。这些星系的识别得益于詹姆斯·韦伯望远镜先进的红外功能,特别是其 NIRCam 相机,它可以比任何其他望远镜更深入地观察早期宇宙。
通过将这些星系发出的光分解为其组成部分,研究人员能够分析它们独特的特征,并确定它们令人印象深刻的质量和恒星形成的速度。
日内瓦大学肖蒙元领导的研究结果表明,这些早期星系形成恒星的效率比预期高得多。这就提出了一个难题:它们如何设法避开通常会减慢恒星形成的物理限制?这一发现只是早期宇宙探索新阶段的开始,并为修改当前有关星系演化的理论打开了大门。

詹姆斯·韦伯望远镜发现的红色怪物给天体物理学家带来了根本性的挑战:重新审视星系形成和演化的模型。为了更好地了解这些现象,科学家计划使用 JWST 和智利的ALMA 望远镜进行更详细的观测。这些研究可以揭示使这些星系如此迅速增长的独特过程。
“这些发现表明,一些星系在宇宙历史的早期阶段迅速成熟。”
该研究的合著者、巴斯大学教授 Stijn Wuyts 如此评价。红色怪物不仅扩大了我们对早期宇宙的理解,还强调了詹姆斯·韦伯望远镜彻底改变现代天文学的能力。仅仅运行几年,这台望远镜就已经超出了人们的预期,开创了宇宙探索的新时代。
这些“红色怪物”星系的发现凸显了我们对早期宇宙的了解是多么的少。这些发现促使我们重新思考有关恒星形成和星系演化的基本理论。随着 JWST 和其他望远镜继续探索宇宙深处,可能会出现更多惊喜,解开宇宙最早时刻的奥秘。