科学家发现潜伏在早期宇宙中的怪物星系

在早期宇宙中，早在它们应该有时间生长之前，天文学家就发现了他们所谓的“红色怪物”：三个大星系，几乎和银河系一样大。

这是一个具有挑战性的发现，原因有很多——其中最重要的是它对我们理解星系是如何形成的矛盾，当时时间和空间都在虚空中喵喵叫着新生儿。

“在”不可能“之后不久出现的大质量星系的问题Big Bang自从詹姆斯·韦伯太空望远镜的第一张图像出现以来，就一直困扰着天文学家。天文学家 Ivo Labbé 说斯威本科技大学。

“这类似于找到一个重达 100 公斤的幼儿。JWST 现在已经证明怪物确实在早期宇宙中漫游。

根据仔细的观察和分析，我们对宇宙过程的展开有一个很好的了解。但有一个关键的时间段我们没有意识到：早期宇宙，被称为宇宙黎明，即大爆炸之后的第一个十亿年。

关于宇宙从渗透到早期宇宙中的原始等离子体中组装起来的速度，我们有一些想法，但观测证据有点难获得。随着 JWST 的出现，我们已经能够收集到这些证据。随着遥远的太空范围的消退，来自内部物体的光线被拉伸到红外波长，强大的太空望远镜用红外波长观察宇宙，为我们提供了迄今为止最强的宇宙黎明探测器。

根据我们的模型，星系需要一些时间来组装和生长。我们并不完全确定具体细节，但最流行的模型涉及暗物质，重子（或正常）物质在引力作用下被收集到其中。随着越来越多的重子物质积累，它开始聚结成恒星，围绕着一颗巨星旋转黑洞在银河系中心。

尽管星系在大爆炸后出现得相当快，但它们的增长速度被认为太慢了，以至于大质量星系不可能在宇宙黎明期间出现。因此，当 JWST 将其黄金眼走向早期宇宙，并开始看到那里星系比预期更大的迹象，天文学家和宇宙学家感到困惑。

今年早些时候提出的一个可能的解释是，那些超大星系并不像看起来那么大;从它们中心周围的材料发出的光黑洞非常亮，使星系看起来比实际更大。最近的一项发现表明，黑洞可以在短时间内照亮它们的星系非常高的亮度.

一些星系可能是这种情况。但由瑞士日内瓦大学（University of Geneva）的天文学家肖梦元（Mengyuan Xiao）领导的这项新研究表明，至少在某些情况下，当它看起来像一个巨大的星系，而嘎嘎作响时，它确实是一个巨大的星系。

观察是为 JWST 的FRESCO 计划，这是一项国际合作，旨在获得早期宇宙中星系的准确距离和质量测量值。该团队研究的大多数星系都符合现有的星系演化模型，但有三个星系确实是异常的。

这些红色怪物中的每一个都几乎有银河系那么大。它们实际上都没有与当前的宇宙学模型相矛盾，也没有与暗物质的主要理论相矛盾;但他们确实表明星系正在转化重子物质Into Stars （走进星辰其速度比宇宙最近时期最高效的恒星形成星系高出两到三倍。

但这些星系确实挑战了我们对恒星形成速度的理解。如果一个星系非常活跃，它应该包含很高的反馈– 将恒星形成物质推开的力，限制了新恒星形成的速度。因此，不出所料，似乎有一些我们不知道的事情。

“目前的模型无法解释恒星的形成为何在宇宙的早期就如此高效。”Labbé 说.

“通常的假设是，爆炸的恒星和超大质量黑洞会杀死恒星的形成，从而吹灭蜡烛。毫无疑问，未来的韦伯观测将为我们提供线索，让我们知道我们错过了什么。

该团队的研究结果已发表在自然界.

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