星条显示宇宙早期星系的演化速度比之前想象的要快得多

回顾超过一百亿年的新研究表明，宇宙的早期星系并不那么混乱，而且发展速度比之前想象的要快得多。由英国杜伦大学领导的一个国际天文学家团队利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)寻找宇宙只有数十亿年历史时条形形成的证据。

条状星条是在盘状或螺旋星系(如我们的银河系)中发现的细长的恒星带。随着棒的发展，它们调节星系内恒星的形成，将气体推入星系的中心区域，它们的存在告诉科学家，星系已经进入了一个稳定的成熟阶段。

之前使用哈勃太空望远镜进行的研究已经能够探测到八九十亿年前的棒状形成星系。但JWST提供的更高的灵敏度和波长范围意味着研究人员能够看到更早发生的现象。这意味着科学家可能不得不重新思考他们关于宇宙形成早期阶段星系演化的理论。

主要作者ZoeLeConte，博士。达勒姆大学物理系河外天文学中心的研究员说：“早期宇宙中的星系成熟速度比我们想象的要快得多。这真是一个惊喜，因为你会预料到那个阶段的宇宙会非常动荡。”星系和大量尚未转变为恒星的气体之间发生了大量的碰撞。

“然而，多亏了詹姆斯·韦伯太空望远镜，我们在宇宙生命的早期就看到了很多这样的条带，这意味着星系在演化过程中处于比之前想象的更稳定的阶段。这意味着我们将不得不进行调整我们对早期星系演化的看法。”

研究人员利用JWST来寻找星系中的棒状结构，因为它们在8至115亿年前就已经出现过。宇宙本身已有137亿年的历史。

在观察到的368个盘状星系中，研究人员发现近20%的星系有条状星系——是哈勃观测到的两倍。

达勒姆大学物理系河外天文学中心的合著者迪米特里·加多蒂博士指出：“我们发现早期宇宙中存在的棒体数量比之前哈勃研究中发现的棒体数量多得多，这意味着棒体驱动的星系进化发生的时间比之前想象的要长得多，事实上酒吧的数量越来越多，这一点非常令人兴奋。

“现在需要仔细审查宇宙的模拟，看看我们是否得到与詹姆斯·韦伯的观察结果相同的结果。我们必须跳出我们自以为知道的范围来思考。”

随着研究人员回顾过去，他们看到的条形星系越来越少。

他们说，这可能是因为宇宙更早期阶段的星系可能形成得不太好。目前还没有办法看到较短的星条，即使JWST提供了增强的望远镜功率，也不太容易发现这些星条。

研究人员表示，他们现在想要研究早期宇宙中更多的星系，看看它们是否也形成了条状体。他们希望最终能够回顾过去122亿年，了解金条随时间的增长以及这种增长背后的机制。

JWST是哈勃太空望远镜的替代品，是有史以来最大、最强大的太空望远镜。

杜伦大学河外天文学中心参与了该望远镜的科学开发，包括用于探测星系和黑洞的中红外仪器(MIRI)。达勒姆先进仪器中心还为JWST近红外光谱仪(NIRSpec)整体现场单元仪器制造了一些光学器件。

这项最新研究还包括来自加拿大维多利亚大学杜伦大学计算宇宙学研究所的科学家;乔德雷尔班克天体物理学中心——英国曼彻斯特大学;欧洲南方天文台;韩国庆北国立大学天文与大气科学系;德国马克斯·普朗克天文学研究所;法国艾克斯马赛大学。