巨型星系早期形成之謎

早期宇宙中由年輕星系組成的集團，它們后續將演化為大型星系團，被稱為原星系團。圖片來源：N.Sulzenauer馬克斯普朗克射電天文研究所

當著名的哈勃太空望遠鏡開展深場觀測、探索早期宇宙時，發現了一個至今仍令天文學家困惑的現象：在宇宙誕生僅數億年之后，已存在多個質量巨大且結構成熟的星系。這一謎題隨著詹姆斯韋布太空望遠鏡的投入使用而進一步加深——該望遠鏡觀測到大量明亮星系，其存在時間甚至更早。對天文學家而言，這引發了一個根本性問題：如此龐大且高度演化的星系，如何能在大爆炸之后如此短暫的時間內形成？

為解開這一謎題，來自馬克斯普朗克射電天文研究所（MPIfR）的一個研究團隊利用阿塔卡馬大型毫米亞毫米波陣列（ALMA）的數據，對原星系團SPT234956的中心區域開展了觀測。該原星系團質量極大，早先曾由阿塔卡馬探路者實驗望遠鏡（APEX）探測到。研究人員在其中發現了四顆緊密相互作用的星系，它們正以極高的速率形成新生恒星。研究結果表明，巨型橢圓星系可能通過早期星系團的快速坍縮而形成。

這項發現由馬克斯普朗克射電天文研究所（MPIfR）及波恩大學的博士研究員尼古勞斯蘇爾岑瑙爾領銜。參與研究的還包括來自全球多所大學和研究機構的國際團隊，其中包括赫茨伯格天文學與天體物理學研究中心、哈佛史密松天體物理中心、平流層研究所計算天體物理學中心、恩里科費米研究所、歐洲南方天文臺（ESO）、美國國家航空航天局噴氣