詹姆斯·韋伯望遠鏡揭示早期星系的混沌起源

「我們發現了巨大的變化：一些星系開始形成有序的旋轉，但大多數仍然是混亂的，氣體膨脹並朝各個方向移動。」—— 劍橋大學卡弗里宇宙學研究所 Lola Danhaive

早期星系的混沌本質：早期星系與現今星系截然不同，呈現出混亂和不規則的狀態。


早期星系，即在大爆炸後僅數億年形成的星系，與我們今天所見的星系截然不同。它們缺乏像銀河系這樣的螺旋星系所擁有的明確結構，呈現出湍流的氣體運動和不規則的形態。對超過 250 個年輕星系的觀測顯示，它們具有不穩定和塊狀的結構，這與成熟星系平滑、旋轉的圓盤形成鮮明對比。

這種發現顛覆了早期模型，那些模型認為早期就形成了巨大且秩序井然的星系盤。

韋伯望遠鏡的前所未有觀測：韋伯望遠鏡的 NIRCam 儀器提供了追蹤早期星系內電離氫氣運動的手段。


詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）的近紅外相機（NIRCam）儀器，採用了一種特殊的「稜鏡模式」，使得研究人員能夠追蹤這些遙遠星系內電離氫氣的運動。這提供了關於它們動力學的詳細見解。 Danhaive 開發的新軟體能夠解碼複雜的數據，並將其與來自其他 JWST 調查的圖像聯繫起來，從而更深入地了解氣體在每個星系中的運動方式。科學家可以透過 NASA 網站搜尋 JWST 的相關資料與圖像。


從混沌到有序的轉變：研究表明，隨著宇宙的演化，星系逐漸從混沌結構轉變為穩定結構。


這項研究表明，隨著宇宙的演化，星系逐漸從混沌轉變為穩定的結構。在早期宇宙中，強烈的恆星形成和引力擾亂了氣體，阻止了星系穩定地旋轉。 這些發現支持這樣一個模型：早期星系通過頻繁的合併和恆星爆發而成長。可以透過搜尋天文學期刊（如《天文物理期刊》）取得更多關於星系合併模型的資訊。


連接宇宙時代：該研究有助於彌合再電離時代和恆星形成達到頂峰的「宇宙正午」之間的差距。


這項研究有助於彌合再電離時代和恆星形成達到頂峰的所謂「宇宙正午」之間的差距。 它證明了星系構建模塊中從混亂團塊到有序結構的逐漸轉變。
Danhaive 提到:「這項工作有助於彌合再電離時代和恆星形成達到頂峰的所謂宇宙正午之間的差距。」

該研究解釋了像銀河系這樣的星系是如何從這些混亂的早期結構中形成的。

Sandro Tacchella 說：「有了更多數據，我們將能夠追蹤這些湍流系統是如何成長並演變成我們今天所見的優美螺旋星系。」

引力和恆星形成的作用：強烈的引力作用和活躍的恆星形成在早期混沌狀態中起著至關重要的作用。
強烈的引力作用和活躍的恆星形成在早期混沌狀態中起著至關重要的作用。 這些因素攪動了星系內的氣體，阻止它們穩定地形成旋轉的圓盤。 該研究強調了這些力量與星系結構演化之間的相互作用。 可以透過搜尋學術論文資料庫（如 arXiv）獲取更多關於引力和恆星形成影響的研究。
合作與支持：這項研究是 NASA、ESA 和加拿大航天局 (CSA) 通過 JWST 先進深場系外星系巡天 (JADES) 進行的合作項目。
這項研究是 NASA、ESA 和加拿大航天局 (CSA) 通過 JWST 先進深場系外星系巡天 (JADES) 進行的合作項目。 該研究還得到了英國皇家學會、歐盟以及科學和技術設施委員會 (STFC)（英國研究與創新 (UKRI) 的一部分）的支持。 這些資訊可以在參與機構的官方網站上找到。