詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的新图像帮助澳大利亚天文学家解开了婴儿星系如何在早期宇宙中开始恒星形成爆炸的秘密。

一些早期星系富含一种气体，其光芒如此明亮，甚至比新兴恒星还要耀眼。在今天发表的研究中，天文学家现在发现这些明亮的星系在大约 120 亿年前是多么普遍。

JWST 的图像显示，早期宇宙中几乎 90% 的星系都有这种发光气体，产生所谓的“极端发射线特征”。

“这些年轻星系中的恒星非常引人注目，它们产生适量的辐射来激发周围的气体。反过来，这种气体比恒星本身更亮，”ARC 三维天体物理卓越中心 (ASTRO 3D) 和国际射电天文学研究中心科廷大学节点的 Anshu Gupta 博士说道。 ICRAR)，描述这一发现的论文的主要作者。

“到目前为止，了解这些星系如何能够积累如此多的气体仍然具有挑战性。我们的研究结果表明，这些星系中的每一个都至少有一个邻近的星系。这些星系之间的相互作用会导致气体冷却并引发强烈的恒星形成过程，从而导致这种极端的发射特征。”

这一发现是 JWST 望远镜在研究早期宇宙方面提供的无与伦比的清晰度的生动例子。

“詹姆斯·韦伯望远镜的数据质量非常出色，”古普塔博士说。“它具有观察宇宙只有 20 亿岁时的早期星系周围的邻居和环境所需的深度和分辨率。通过这个细节，我们能够看到具有极端发射特征的星系和不具有极端发射特征的星系之间的邻居数量存在显着差异。”

此前，我们很难清楚地了解宇宙年龄约 20 亿年的星系。由于许多恒星尚未形成，需要关注的星系越来越少，这项任务变得更加困难。

“在 JWST 之前，我们只能真正获得巨大星系的图像，其中大多数星系都位于非常密集的星团中，这使得它们更难研究，”古普塔博士说。“凭借当时可用的技术，我们无法观测本研究中使用的 95% 的星系。詹姆斯·韦伯望远镜彻底改变了我们的工作。”

ASTRO 3D 以及哈佛大学和史密森尼天体物理中心的副主任 Tran 表示，这一发现证明了之前的假设。“我们怀疑这些极端星系是早期宇宙中强烈相互作用的路标，但只有凭借 JWST 敏锐的目光，我们才能证实我们的预感，”她说。

该研究依赖于 JWST 高级深河外巡天 (JADES) 巡天所获得的数据，该巡天正在利用深透视 成像和多目标光谱来探索最早星系的宇宙。它为进一步的见解开辟了道路。

“这篇文章真正令人兴奋的是，我们看到最早的星系与最近形成的星系之间的发射线相似，并且更容易测量。这意味着我们现在有更多的方法来回答有关早期宇宙的问题，这个时期是第二作者 Ravi Jaiswar 说道，他是科廷大学/ICRAR 和 ASTRO 3D 的博士生。

“这项研究是我们银河进化计划工作的核心。通过了解早期星系的样子，我们可以回答关于构成地球日常生活中一切的元素起源的问题。” ASTRO 3D 总监 Emma Ryan-Weber 教授说道。