（Main）Gz9p3的復雜形狀表明它起源于星系之間的合并（插圖）JWST的直接成像顯示Gz9p3有一個雙核，表明合并仍在進行中（圖片來源：uux.cn/NASA/Boyett等人）
（神秘的斯韋實地球uux.cn）據美國太空網（Robert Lea）：哈勃太空望遠鏡看到的只不過是一個光點，它被揭示為有史以來發現的伯太最古老的星系之一，而這一發現正歸功于哈勃的空望弟弟詹姆斯·韋伯太空望遠鏡。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡國際“玻璃”合作組織對這個被稱為Gz9p3的遠鏡星系進行了詳細的觀測，人們認為它距離大爆炸只有5.1億年。揭示鏡所巨這是哈勃在宇宙的相對嬰兒期，現在已經有138億年的望遠歷史了。
該團隊發現，光點確的古與JWST看到的老星其他早期星系非常相似，Gz9p3的詹姆質量和成熟度遠高于嬰兒宇宙中星系的預期。在發現它的斯韋實古代時期，它似乎已經包含了幾十億顆恒星。伯太
當談到早期星系如何如此迅速地成長為如此巨大的空望宇宙難題時，Gz9p3可能是遠鏡一個真正的難題。它不僅質量比預期的要大，而且質量是JWST在宇宙歷史上類似時代看到的其他星系的10倍左右。
“就在幾年前，Gz9p3作為一個單一的光點出現在哈勃太空望遠鏡中，”團隊成員、墨爾本大學的科學家Kit Boyett為該研究所的Pursuit出版物寫道。“但通過使用JWST，我們可以觀察到這個物體，因為它是宇宙大爆炸后5.1億年，大約130億年前。”
Gz9p3非常了不起。除了它的大小和成熟度，它的形狀也揭示了它的創作線索。
Gz9p3是由早期星系合并產生的嗎？
使用JWST和直接成像，該團隊能夠確定Gz9p3具有復雜的形狀，有兩個明亮的斑塊，露出其兩個致密的細胞核。這表明Gz9p3很可能是在嬰兒宇宙中兩個早期星系碰撞在一起時產生的。在天文學家注意到Gz9p3與JWST的碰撞期間，這種碰撞可能仍在進行。
Boyett解釋道：“JWST對該星系的成像顯示，其形態通常與兩個相互作用的星系有關。合并尚未完成，因為我們仍然看到兩個成分。”。“當兩個大質量的物體像這樣結合在一起時，它們會在這個過程中有效地丟棄一些物質。因此，這種被丟棄的物質表明，我們觀察到的是有史以來最遙遠的合并之一。”
除了確定這個古老星系的年齡、質量和形狀外，Boyett和同事還能夠在Gz9p3內部進行更深入的探測，以檢查這些碰撞星系的恒星種群。由于年輕恒星比年長的恒星更亮，它們通常在星系圖像中占據主導地位，尤其是那些距離遙遠的恒星，它們的光已經傳播到地球數十億年了。
博伊特繼續說道：“例如，星系合并引發的一個年輕明亮的種群，其年齡不到幾百萬年，超過了已經超過一億年的老年種群。”。
Glass的合作通過對Gz9p3進行光譜觀測以及直接成像來解決這一問題。光譜學可以用來確定組成恒星的元素；由于年輕恒星和年老恒星的成分不同，這使得研究人員能夠將這個早期星系中的兩類恒星分開。
JWST圖像顯示了早期宇宙中一顆恒星的超新星死亡，這顆恒星將為周圍的星系埋下下下一代恒星的基石。（圖片來源：uux.cn/NASA/ESA/CSA/STScI/Justin Pierel（STScI）/Andrew Newman（CIS））
較老的恒星已經通過其核心的氫供應，將其全部融合成氦，然后融合這些氦，產生更重的元素，天文學家稱之為“金屬”。這意味著較老的星比仍以氫和一些氦為主的較年輕的星富含金屬。
研究小組使用JWST來檢測Gz9p3較老恒星群中的特定元素。這些目標元素包括硅、碳和鐵，后者是恒星可以合成的最重元素。這意味著，當這些恒星死于超新星爆炸時，它們會用金屬豐富早期宇宙。這些金屬含量中的大部分將成為下一代恒星的基石。
此外，研究小組發現Gz9p3中的老恒星數量比之前懷疑的要多得多。這意味著，盡管天文學家已經意識到恒星的生命和死亡循環，以及隨后幾代恒星的金屬富集程度不斷增加，但Gz9p3的觀測結果表明，星系可能比之前懷疑的更快地“化學成熟”。
博伊特寫道：“這些觀測結果提供了證據，證明在大爆炸后不久，恒星和金屬迅速、有效地聚集，這與正在進行的星系合并有關，表明擁有數十億顆恒星的大質量星系比預期更早存在。”。
暴力歷史
與星系分離的星系確實會形成恒星，但這一過程很慢，當星系耗盡其形成恒星的氣體和塵埃庫時就會結束。
對于彼此靠近的星系來說，恒星形成的過程可以加快，甚至在停止后恢復。這是因為當這些星系被相互引力吸引到一起時，它們會碰撞。然后，合并會導致新鮮氣體的流入，從而啟動一段被稱為“恒星爆發”的快速恒星誕生期，這意味著合并為星系快速增長恒星數量提供了一種極好的方式。
JWST觀測到了距離地球約2.5億光年的合并星系Arp 220。（圖片來源：uux.cn/圖片：美國國家航空航天局、歐空局、加拿大航天局、STScI；圖片處理：Alyssa Pagan（STScI））
宇宙中大多數大星系都是這樣成長的；我們自己的銀河系本身就有合并的歷史。例如，它參與了曾經環繞它運行的較小衛星星系的蠶食。銀河系目前形成恒星的速度較慢，但當它在大約45億年后與我們的鄰近星系仙女座相撞時，這種情況就會改變。這將導致氣體的涌入，從而引發新一輪的恒星爆發。
由于對Gz9p3的觀測，天文學家們得到了一個信息，即在早期宇宙中，這種快速質量積累和恒星誕生的通道比預測的更大。
Boyett解釋道：“Gz9p3的這些觀測結果表明，星系能夠通過合并在早期宇宙中快速積累質量，恒星形成效率高于我們的預期。”。“這一點和其他使用JWST的觀測結果正在促使天體物理學家調整他們對宇宙早期的建模。
“我們的宇宙學并不一定是錯的，但我們對星系形成速度的理解可能是錯誤的，因為它們的質量比我們想象的要大。”
該團隊的研究于3月7日發表在《自然天文學》雜志上。