5 月 20 日消息，一個國際天文學家團隊日前利用詹姆斯?韋布空間望遠鏡（JWST）在名為 COSMOS Web 的天區中，觀測到了迄今為止最大規模的星系群樣本。這一成果標志著銀河系外天文學領域的一個重大突破，為研究星系的形成與演化以及宇宙的大尺度結構提供了前所未有的見解。

據了解，該研究團隊通過觀測回溯到宇宙比現今地球年齡還小的時期，捕捉到了從大約 120 億年前到 10 億年前的圖像。他們即將在《天文學與天體物理學》（A&A）期刊上發表的新圖像目錄包含了近 1700 個星系群。其中，一幅距離地球超過 60 億光年的星系團圖像已被歐洲航天局（ESA）選為“本月天文圖片”。

“我們能夠真正觀察到宇宙中最早形成的星系。”來自阿爾托大學的 Ghassem Gozaliasl 教授表示，他領導了此次星系群探測團隊的研究工作。“我們利用詹姆斯?韋布空間望遠鏡探測到了 1678 個星系群或原星系團，這是迄今為止探測到的最大且最深的星系群樣本。憑借這一樣本，我們可以研究在過去 120 億年宇宙時間里，星系群中星系的演化過程。”

詹姆斯?韋布空間望遠鏡于 2022 年開始運行，作為目前最大的空間望遠鏡，其更高的分辨率和更強的靈敏度使天文學家能夠比以往更遠、更清晰地觀測宇宙。由于光以有限的速度傳播，物體距離我們越遠，我們所看到的其圖像在時間上就越久遠。通過觀測極其微弱且遙遠的星系 —— 本數據集中最微弱的星系比人眼能看到的亮度還要暗 10 億倍 —— 該團隊得以一窺早期宇宙中星系的模樣。

Gozaliasl 解釋說，星系群和星系團是充滿暗物質、熱氣體以及常常擁有超大質量黑洞的巨大中心星系的復雜環境。“這些成分之間的復雜相互作用在塑造星系的生命周期以及推動星系群和星系團本身的演化中起著關鍵作用。通過揭示這些宇宙結構更完整的歷史，我們可以更好地理解這些過程是如何影響大質量星系以及宇宙中最大結構的形成和增長的。”

星系并非均勻分布在宇宙中，而是聚集在由纖維和墻壁連接的密集區域，形成了一種被稱為宇宙網的巨大結構。真正孤立的星系極為罕見，大多數星系都存在于包含三到幾十個星系的星系群中，或者存在于更大的星系團中，這些星系團可能包含數百甚至數千個被引力束縛在一起的星系。我們所在的銀河系就屬于一個名為本星系群的小型星系群，其中還包括仙女座星系以及數十個較小的星系。

“就像人類一樣，星系也會聚集在一起形成‘家族’。”Gozaliasl 解釋道，“星系群和星系團非常重要，因為它們內部的星系可以相互作用并合并，從而導致星系結構和形態的轉變。研究這些環境還有助于我們理解暗物質的作用、超大質量黑洞的反饋以及填充星系間空間的熱氣體的熱歷史。”

由于新的目錄涵蓋了從 10 億年前到 120 億年前的觀測數據，科學家可以將宇宙中最早的結構與相對較現代的結構進行比較，從而更深入地了解星系群及其演化過程。研究星系群的歷史還有助于天文學家理解位于其中心的巨大、最亮的星系（BGGs）是如何通過反復合并形成的，這也是 Gozaliasl 近期多篇論文深入探討的領域。

“當我們深入觀測宇宙深處時，會發現星系的形狀更加不規則，并且正在形成大量恒星。而接近我們所處的時代時，恒星形成處于我們所說的‘熄滅’狀態 —— 星系的結構更加對稱，如橢圓形或螺旋形星系。看到星系形狀在宇宙時間中的變化，這非常令人興奮。我們可以開始解答許多關于宇宙中發生了什么以及星系是如何演化的問題。”Gozaliasl 表示。