詹姆斯·韦伯太空望远镜数据表明，许多早期星系细长，不是盘状或球形

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研究人员认为是细长的椭圆形（即面包棒形）星系的图像，由詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄。“相信”一词反映了一个事实，即从侧面看，一些星系可能是圆盘状（即披萨饼状）星系。致谢:Viraj Pandya等人。

（）据哥伦比亚大学：哥伦比亚大学的研究人员分析了美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的图像，发现早期宇宙中的星系通常是扁平细长的，像面包条一样——很少是圆形的，像披萨面团球一样。

“我们研究的星系中，大约50%到80%看起来是二维扁平的，”哥伦比亚大学美国国家航空航天局·哈勃研究员维拉吉·潘迪亚解释说。他是一篇新论文的主要作者，该论文将在《天体物理学杂志》上发表，概述了这些发现。该论文目前发表在arXiv预印本服务器上。

“看起来像细长面包条的星系在早期宇宙中似乎很常见，这令人惊讶，因为它们在当今宇宙的星系中并不常见。”

该团队专注于韦伯提供的广阔的近红外图像领域，即宇宙演化早期发布科学（CEERS）调查，从中提取出估计宇宙存在6亿至60亿年时存在的星系。

虽然大多数遥远的星系看起来像面包条，但其他星系的形状像披萨饼和披萨面团球。“披萨面团球”或球形星系似乎是最小的星系类型，也是最不经常被识别的星系。披萨饼形状的星系被发现沿着它们的最长轴与面包棒形状的星系一样大。“它们在附近的宇宙中更常见，由于宇宙正在不断膨胀，附近的宇宙由更古老、更成熟的星系组成。”

如果我们能把时钟拨回几十亿年前，我们的银河系会属于哪一类？“我们最好的猜测是它可能看起来更像一根面包棒，”合著者、图森亚利桑那大学的博士生张浩文说。这一假设部分基于韦伯的新证据——理论家们已经“将时钟回拨”以估计数十亿年前银河系的质量，这表明它在遥远的过去可能是面包棒形状。

这些遥远星系的质量也远小于附近的螺旋星系和椭圆星系——它们是像我们这样的更大质量星系的前身。“在早期宇宙中，星系成长的时间要少得多，”合著者、美国国家航空航天局·哈勃研究员卡尔泰克·伊耶说。

“为早期星系确定额外的类别是令人兴奋的——现在有很多东西需要分析。我们现在可以研究星系的形状与它们的外观之间的关系，并更详细地预测它们是如何形成的。"

哈勃太空望远镜于1990年发射并收集数据至今，“长期以来一直显示有过多的细长星系，”合著者、加那利群岛天体物理研究所的研究员科学家马克·赫尔塔斯-公司解释说。但研究人员仍然想知道:2021年发射的韦伯望远镜对红外光的灵敏度是否能更好地显示更多细节？

韦伯证实，哈勃没有遗漏他们共同观察的星系中的任何其他特征。此外，韦伯向我们展示了许多形状相似的更遥远的星系，所有这些都非常详细。

当然，一个问题是为什么早期星系往往如此扁平和细长。潘迪亚解释说，一种假设是早期宇宙可能充满了暗物质细丝，形成了一种“骨骼背景”或“宇宙高速公路”，沿着它引导气体和恒星。这些细丝仍然存在，但随着宇宙的膨胀变得更加分散，因此它们可能不太可能促进面包棒形星系的形成。



詹姆斯·韦伯太空望远镜的宇宙演化早期发布科学（CEERS）调查确定的遥远星系的样本形状。致谢:美国国家航空航天局、欧空局、加空局、STScI、史蒂夫·芬克尔斯坦（德克萨斯大学奥斯汀分校）、米凯拉·巴格利（德克萨斯大学奥斯汀分校）、丽贝卡·拉森（德克萨斯大学奥斯汀分校）

这篇论文名为“星系变香蕉”，这是作者在查看数据时想到的另一个食物类比。当作者绘制星系的长宽比与最长轴长的关系时，他们发现出现的图表看起来明显像香蕉，这种形状反映了它们细长的椭球体（即面包棒）形状。

潘迪亚说:“香蕉是另一种说法，即这些本质上细长的星系似乎是宇宙最初40亿年的主导星系。”

我们的知识仍有欠缺。研究人员不仅需要来自韦伯的更大样本量来进一步完善遥远星系的属性和精确位置，而且他们还需要花大量时间调整和更新他们的模型，以更好地反映遥远星系的精确几何形状。

“这些都是早期结果，”通讯作者之一、缅因州沃特维尔科尔比学院副教授伊丽莎白·麦格拉思说。“我们需要更深入地研究数据，以弄清楚发生了什么，但我们对这些早期趋势感到非常兴奋。”