原始星系群“組裝”過程被捕捉

星系群和星系團是包含暗物質、熱氣體以及大質量中心星系的複雜環境，通常還擁有超大質量黑洞。這些組成部分之間的相互作用對星系的生命周期和星系群及星系團本身的演化至關重要。一個國際研究團隊日前利用詹姆斯 · 韋伯空間望遠鏡，捕捉到宇宙大爆炸後僅十二億年時一組原始星系群的“組裝”過程。

由日本領導的研究小組，確認了這個名為“SCGG-z5”的緻密星系原星系群。它由六個年輕星系構成，已全部通過光譜學手段驗證了距離。這項發現為理解宇宙中大型星系的形成過程提供了新窗口。

研究團隊指出，這些星系擠在一片寬度僅約五點二萬光年的天空區域內，這一區域還不到銀河系直徑的一半。

在當前主流的宇宙學模型中，星系通過逐級合併的方式成長——較小的天體在漫長歲月裡相互碰撞、聚合。而“SCGG-z5”這類處於極高密度區域的原始星系群，恰好是檢驗這一理論的關鍵標本。

美國韋伯望遠鏡的深度成像和SAPPHIRES巡天的無縫光譜數據顯示，這六個星系均呈現紊亂而不規則的形態。其中三個星系的恆星形成率達到甚至超過同期典型水平，有一個更是顯著快於預期。研究團隊指出，這種混亂面貌符合持續引力交互或合併過程的推測。恆星形成圖還顯示，氣體似乎正朝某些星系核心彙集，暗示部分星系可能經歷着由內向外的生長過程。不過質量最大的那個星系表現出相反模式——中心相對平靜，周邊反而更活躍。

研究團隊據此判斷，在正式合併之前，大環境已經提前分化了各“成員”的“成長路徑”。分析進一步證實，這是一個動態活躍的不穩定系統。這些星系彼此相對運動速度很快，足以在一千四百萬年內完成多次近距離交會。

通過與宇宙學模擬對比，研究團隊分析，這六個星系將在觀測時刻之後約四億年完全合併為一個整體。新形成的星系預計會繼續增長，在大約相當於宇宙年齡六十億年時達到千億倍太陽質量，這可能是未來星系群中心最亮星系的雛形。從恆星形成到最終合併的完整過程估計耗時八億年。

據了解，“SCGG-z5”為早期宇宙中的星系群形成提供了一次罕見的直接觀測。研究團隊呼籲未來結合望遠鏡對氣體運動的精細光譜觀測，以及阿塔卡瑪大型毫米波陣列對冷氣體的探測，以進一步驗證潮汐相互作用是否真的驅動了這些星系間的差異。

研究成果不僅擴展了人們對宇宙的理解，也為未來的研究開闢了新的道路。

多 姿