詹姆斯·韋伯太空望遠鏡拍攝的106億年前星系EGS_31125的灰度圖像。可以看到星系的早期條帶（在中心圖像中用一條粗的實心紫色線勾勒，螺旋臂顯示為微弱的星系象紫色線）。來源：uux.cn/Zoe Le Conte
（神秘的進度比多地球uux.cn）據(jù)達勒姆大學(xué)：根據(jù)100多億年前的最新研究，宇宙早期的化速星系沒有以前想象的那么混亂，發(fā)展得也快得多。前想由英國達勒姆大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的宇宙一個國際天文學(xué)家團隊使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）發(fā)現(xiàn)了宇宙只有幾十億年歷史時棒形成的證據(jù)。
這項最新研究發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月報》上。早期
棒是星系象在像銀河系這樣的盤狀或螺旋星系中發(fā)現(xiàn)的細長的恒星帶。隨著條帶的進度比多發(fā)展，它們調(diào)節(jié)星系內(nèi)的化速恒星形成，將氣體推入星系的前想中心區(qū)域，它們的宇宙存在告訴科學(xué)家，星系已經(jīng)進入穩(wěn)定、早期成熟的星系象階段。
此前使用哈勃太空望遠鏡進行的研究已經(jīng)能夠探測到80億或90億年前的棒狀星系。但JWST提供的靈敏度和波長范圍的增加意味著研究人員能夠看到這種現(xiàn)象發(fā)生在更遠的時間。這意味著科學(xué)家們可能不得不重新思考他們關(guān)于宇宙形成早期星系演化的理論。
首席作者、達勒姆大學(xué)物理系銀河系外天文學(xué)中心的博士研究員Zoe Le Conte說：“早期宇宙中的星系成熟速度比我們想象的要快得多。這真的很令人驚訝，因為你會認為處于那個階段的宇宙會非常動蕩，星系和許多尚未轉(zhuǎn)化為恒星的氣體之間會發(fā)生大量碰撞。”。
一張106億年前星系EGS_31125的灰度圖像，在視覺上被歸類為強條紋星系（在中心圖像中用一條粗的實心紫色線勾勒，螺旋臂顯示為微弱的紫色線）。從左至右：哈勃太空望遠鏡WFC3 F160W和詹姆斯·韋伯太空望遠鏡NIRCam F356W和F444W。這一濾波器比較展示了點擴散函數(shù)（PSF）、靈敏度和波長范圍對星系圖像的影響，特別是在條形圖的情況下。來源：uux.cn/Zoe Le Conte
“然而，多虧了詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，我們在宇宙生命的早期就看到了很多這樣的條紋，這意味著星系在進化過程中處于比以前想象的更穩(wěn)定的階段。這意味著我們必須調(diào)整對早期星系進化的看法。”
研究人員使用JWST來尋找星系中的條帶形成，就像在80億至115億年前看到的那樣。宇宙本身有137億年的歷史。
在觀察到的368個盤狀星系中，研究人員發(fā)現(xiàn)近20%的星系有棒，是哈勃望遠鏡觀察到的兩倍。
合著者之一、達勒姆大學(xué)物理系河外天文學(xué)中心的Dimitri Gadotti博士指出：“我們發(fā)現(xiàn)，早期宇宙中存在的條帶比哈勃研究中發(fā)現(xiàn)的要多得多，這意味著條帶驅(qū)動的星系進化發(fā)生的時間比之前想象的要長得多。條帶數(shù)量多得多這一事實非常令人興奮。”。
哈勃太空望遠鏡拍攝的106億年前星系EGS_31125的灰度圖像。銀河系的酒吧看不見。來源：uux.cn/Zoe Le Conte
“現(xiàn)在需要仔細審查對宇宙的模擬，看看我們是否得到了與詹姆斯·韋伯的觀測結(jié)果相同的結(jié)果。我們必須跳出我們認為自己知道的范圍。”
隨著研究人員進一步回顧過去，他們看到的棒狀星系越來越少。
他們說，這可能是因為宇宙早期的星系可能沒有形成得那么好。目前也沒有辦法看到較短的星條，即使JWST提供了更大的望遠鏡功率，也不太容易發(fā)現(xiàn)。
研究人員表示，他們現(xiàn)在想調(diào)查早期宇宙中更多的星系，看看它們是否也形成了條狀。他們希望最終進一步回顧122億年的時間，看看酒吧隨著時間的推移而增長，以及這種增長背后的機制是什么。
JWST是哈勃太空望遠鏡的替代品，是有史以來建造的最大、最強大的太空望遠鏡。
達勒姆大學(xué)河外天文中心參與了該望遠鏡的科學(xué)開發(fā)，包括用于探測星系和黑洞的中紅外儀器（MIRI）。達勒姆高級儀器中心還為JWST的近紅外光譜儀（NIRSpec）集成現(xiàn)場單元儀器制造了一些光學(xué)器件。
最新研究還包括加拿大維多利亞大學(xué)達勒姆大學(xué)計算宇宙學(xué)研究所的科學(xué)家；英國曼徹斯特大學(xué)喬德雷爾銀行天體物理中心；歐洲南方天文臺；大韓民國慶浦國立大學(xué)天文和大氣科學(xué)系；德國馬克斯·普朗克天文研究所；艾克斯馬賽大學(xué)，法國。
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