“Misty Moons”:大爆炸后4亿年的星系在巨型星团中形成恒星

一个绰号为“Misty Moons”的星系,正在为我们呈现迄今最细致的早期宇宙恒星形成图景。詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)观测到的是它在大爆炸后3.7亿至4.1亿年时的样子:该星系至少80%的恒星质量集中在年轻恒星组成的致密星团之中。

这一发现由东京大学Minami Nakane领导的国际团队做出,基于韦伯望远镜近红外相机(NIRCam)对星系团MACS J0257.1-2325天区拍摄的10个波段彩色图像,并辅以哈勃望远镜的存档图像。研究发表于2026年10月19日的《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal),11月6日对外公布。

一面宇宙放大镜

这次观测得以实现,靠的是引力透镜效应:位于红移0.505处的星系团MACS J0257.1-2325的引力弯曲并放大了遥远星系的光,这束光在宇宙中旅行了近130亿年才抵达韦伯望远镜。该星系呈现为同一天体的两个影像——编号为ID1和ID2,被放大了20至30倍。两个独立的透镜模型预言该星系应有五个影像,其中第三个候选影像已被找到,其余两个则过于暗弱,无法探测。

研究团队通过平滑图像并消除望远镜的模糊,在ID1中发现了四个星团,在ID2中发现了三个。消除透镜效应后,两个影像显示出相同的结构,证实这些星团真实存在。

诞生于星团中的恒星

每个星团约包含1000万倍太阳质量的年轻贫尘恒星,年龄估计为4000万至7000万年,半径为10至70秒差距。从大小和质量上看,它们类似近邻宇宙中的年轻大质量星团和核星团,可能是如今环绕成熟星系的球状星团的早期版本。

其恒星形成强度同样引人注目:Misty Moons的恒星形成面密度比近邻矮星系高100至10000倍。作者指出,红移越高的星系往往越破碎,这表明早期宇宙中的恒星形成以短暂而集中的爆发方式进行。

尚未确认的部分

有两个重要保留。首先,11至12的红移是测光红移,即通过拟合星系颜色估算得出,并非直接的光谱测量——因此距离是一个估计值,尽管相当可靠。其次,中心星团非常明亮致密,研究团队无法排除正在吸积的超大质量黑洞的贡献:部分归因于年轻恒星的光,可能来自落入黑洞的物质。只有新的观测,尤其是光谱观测,才能区分这两种贡献。

同样值得说明的是,这项发现是什么:它并非新的距离纪录。其价值在于被解析出的内部结构——这是迄今最细致的一幅图景,展示了大爆炸后仅几亿年恒星如何成团聚集。

来源

图片来源:MACS J0257.1-2325星系团天区的NIRCam彩色图像,图中标注了Misty Moons星系的位置。来源:The Astrophysical Journal(2026),DOI:10.3847/1538-4357/ae8d09。

透明度说明:本文在人工智能辅助下,基于经同行评审的科学论文及网络科学报道撰写而成。建议查阅上文引用的原始来源以核实信息。

Por Muse