近日，一個(gè)國(guó)際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)宣布了一項(xiàng)令人矚目的成果：他們利用詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST），在名為COSMOS Web的天區(qū)內(nèi)，成功觀測(cè)到了迄今為止最大規(guī)模的星系群樣本。這一發(fā)現(xiàn)無(wú)疑為銀河系外天文學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了重大突破，為科學(xué)家們提供了前所未有的機(jī)會(huì)，以更深入地探索星系的形成與演化以及宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)。

該研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡的強(qiáng)大功能，回溯到了宇宙比現(xiàn)今地球年齡還小的時(shí)期，捕捉到了從大約120億年前到10億年前的珍貴圖像。這些圖像被精心整理成一份新圖像目錄，即將在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》期刊上發(fā)表。這份目錄包含了近1700個(gè)星系群，其中一幅距離地球超過(guò)60億光年的星系團(tuán)圖像，因其獨(dú)特性和重要性，被歐洲航天局（ESA）選為“本月天文圖片”。

阿爾托大學(xué)的Ghassem Gozaliasl教授領(lǐng)導(dǎo)了此次星系群探測(cè)團(tuán)隊(duì)的研究工作。他興奮地表示：“我們能夠真正觀察到宇宙中最早形成的星系。詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡讓我們探測(cè)到了1678個(gè)星系群或原星系團(tuán)，這是迄今為止探測(cè)到的最大且最深的星系群樣本。通過(guò)這些樣本，我們可以深入研究過(guò)去120億年宇宙時(shí)間里，星系群中星系的演化過(guò)程?！?/p>

詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡自2022年開(kāi)始運(yùn)行以來(lái)，以其卓越的分辨率和靈敏度，使天文學(xué)家能夠觀測(cè)到比以往更遠(yuǎn)、更清晰的宇宙景象。由于光以有限的速度傳播，物體距離我們?cè)竭h(yuǎn)，我們所看到的其圖像在時(shí)間上就越久遠(yuǎn)。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)觀測(cè)極其微弱且遙遠(yuǎn)的星系——這些星系比人眼能看到的亮度還要暗10億倍——成功揭示了早期宇宙中星系的模樣。

Gozaliasl教授進(jìn)一步解釋說(shuō)，星系群和星系團(tuán)是充滿(mǎn)暗物質(zhì)、熱氣體以及常常擁有超大質(zhì)量黑洞的巨大中心星系的復(fù)雜環(huán)境。這些成分之間的復(fù)雜相互作用在塑造星系的生命周期以及推動(dòng)星系群和星系團(tuán)本身的演化中起著關(guān)鍵作用。通過(guò)揭示這些宇宙結(jié)構(gòu)更完整的歷史，科學(xué)家們可以更好地理解這些過(guò)程是如何影響大質(zhì)量星系以及宇宙中最大結(jié)構(gòu)的形成和增長(zhǎng)的。

宇宙中的星系并非均勻分布，而是聚集在由纖維和墻壁連接的密集區(qū)域，形成了一種被稱(chēng)為宇宙網(wǎng)的巨大結(jié)構(gòu)。大多數(shù)星系都存在于包含三到幾十個(gè)星系的星系群中，或者存在于更大的星系團(tuán)中。這些星系團(tuán)可能包含數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)被引力束縛在一起的星系。我們所在的銀河系就屬于一個(gè)名為本星系群的小型星系群，其中還包括仙女座星系以及數(shù)十個(gè)較小的星系。

Gozaliasl教授用了一個(gè)生動(dòng)的比喻來(lái)形容星系群和星系團(tuán)的重要性：“就像人類(lèi)一樣，星系也會(huì)聚集在一起形成‘家族’。星系群和星系團(tuán)內(nèi)部的星系可以相互作用并合并，從而導(dǎo)致星系結(jié)構(gòu)和形態(tài)的轉(zhuǎn)變。研究這些環(huán)境還有助于我們理解暗物質(zhì)的作用、超大質(zhì)量黑洞的反饋以及填充星系間空間的熱氣體的熱歷史?！?/p>

由于新的目錄涵蓋了從10億年前到120億年前的觀測(cè)數(shù)據(jù)，科學(xué)家們得以將宇宙中最早的結(jié)構(gòu)與相對(duì)較現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，從而更深入地了解星系群及其演化過(guò)程。研究星系群的歷史還有助于天文學(xué)家理解位于其中心的巨大、最亮的星系（BGGs）是如何通過(guò)反復(fù)合并形成的。這一領(lǐng)域也是Gozaliasl教授近期多篇論文深入探討的焦點(diǎn)。

Gozaliasl教授在談到這一發(fā)現(xiàn)時(shí)表示：“當(dāng)我們深入觀測(cè)宇宙深處時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)星系的形狀更加不規(guī)則，并且正在形成大量恒星。而接近我們所處的時(shí)代時(shí)，恒星形成逐漸減緩，星系的結(jié)構(gòu)也變得更加對(duì)稱(chēng)，如橢圓形或螺旋形星系。看到星系形狀在宇宙時(shí)間中的變化，這非常令人興奮。我們可以開(kāi)始解答許多關(guān)于宇宙中發(fā)生了什么以及星系是如何演化的問(wèn)題?！?/p>