科學家發現潛伏在早期宇宙中的怪物星系

在早期宇宙中，早在它們應該有時間生長之前，天文學家就發現了他們所謂的“紅色怪物”：三個大星系，幾乎和銀河系一樣大。

這是一個具有挑戰性的發現，原因有很多——其中最重要的是它對我們理解星系是如何形成的矛盾，當時時間和空間都在虛空中喵喵叫著新生兒。

“在”不可能“之后不久出現的大質量星系的問題Big Bang自從詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的第一張圖像出現以來，就一直困擾著天文學家。天文學家 Ivo Labbé 說斯威本科技大學。

“這類似于找到一個重達 100 公斤的幼兒。JWST 現在已經證明怪物確實在早期宇宙中漫游。

根據仔細的觀察和分析，我們對宇宙過程的展開有一個很好的了解。但有一個關鍵的時間段我們沒有意識到：早期宇宙，被稱為宇宙黎明，即大爆炸之后的第一個十億年。

關于宇宙從滲透到早期宇宙中的原始等離子體中組裝起來的速度，我們有一些想法，但觀測證據有點難獲得。隨著 JWST 的出現，我們已經能夠收集到這些證據。隨著遙遠的太空范圍的消退，來自內部物體的光線被拉伸到紅外波長，強大的太空望遠鏡用紅外波長觀察宇宙，為我們提供了迄今為止最強的宇宙黎明探測器。

根據我們的模型，星系需要一些時間來組裝和生長。我們并不完全確定具體細節，但最流行的模型涉及暗物質，重子（或正常）物質在引力作用下被收集到其中。隨著越來越多的重子物質積累，它開始聚結成恒星，圍繞著一顆巨星旋轉黑洞在銀河系中心。

盡管星系在大爆炸后出現得相當快，但它們的增長速度被認為太慢了，以至于大質量星系不可能在宇宙黎明期間出現。因此，當 JWST 將其黃金眼走向早期宇宙，并開始看到那里星系比預期更大的跡象，天文學家和宇宙學家感到困惑。

今年早些時候提出的一個可能的解釋是，那些超大星系并不像看起來那么大;從它們中心周圍的材料發出的光黑洞非常亮，使星系看起來比實際更大。最近的一項發現表明，黑洞可以在短時間內照亮它們的星系非常高的亮度.

一些星系可能是這種情況。但由瑞士日內瓦大學（University of Geneva）的天文學家肖夢元（Mengyuan Xiao）領導的這項新研究表明，至少在某些情況下，當它看起來像一個巨大的星系，而嘎嘎作響時，它確實是一個巨大的星系。

觀察是為 JWST 的FRESCO 計劃，這是一項國際合作，旨在獲得早期宇宙中星系的準確距離和質量測量值。該團隊研究的大多數星系都符合現有的星系演化模型，但有三個星系確實是異常的。

這些紅色怪物中的每一個都幾乎有銀河系那么大。它們實際上都沒有與當前的宇宙學模型相矛盾，也沒有與暗物質的主要理論相矛盾;但他們確實表明星系正在轉化重子物質Into Stars （走進星辰其速度比宇宙最近時期最高效的恒星形成星系高出兩到三倍。

但這些星系確實挑戰了我們對恒星形成速度的理解。如果一個星系非常活躍，它應該包含很高的反饋– 將恒星形成物質推開的力，限制了新恒星形成的速度。因此，不出所料，似乎有一些我們不知道的事情。

“目前的模型無法解釋恒星的形成為何在宇宙的早期就如此高效。”Labbé 說.

“通常的假設是，爆炸的恒星和超大質量黑洞會殺死恒星的形成，從而吹滅蠟燭。毫無疑問，未來的韋伯觀測將為我們提供線索，讓我們知道我們錯過了什么。

該團隊的研究結果已發表在自然界.

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