宇宙的秘密收獲：揭示“宇宙葡萄” _宇宙

一位藝術(shù)家對“宇宙葡萄”星系的印象，該星系由至少15個巨大的恒星形成團(tuán)塊組成，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了目前理論模型預(yù)測的早期單個旋轉(zhuǎn)盤中可能存在的團(tuán)塊。來源：NSF/AUI/NSF NRAO/B.Saxton
據(jù)國家射電天文臺：天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個在大爆炸后僅9億年就存在的非常塊狀的旋轉(zhuǎn)星系，為星系在早期宇宙中的生長和演化提供了新的線索。綽號“宇宙葡萄”的星系似乎由至少15個巨大的恒星形成團(tuán)塊組成，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了目前理論模型預(yù)測的早期單個旋轉(zhuǎn)盤中可能存在的團(tuán)塊。
這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然天文學(xué)》上，得益于阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）和詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）的非凡觀測組合，所有這些觀測都集中在一個星系上，該星系恰好被前景星系團(tuán)通過引力透鏡完美放大。總共有100多個小時的望遠(yuǎn)鏡時間專門用于這個單一系統(tǒng)，使其成為早期宇宙中研究最深入的星系之一。
盡管在之前的哈勃圖像中，該星系看起來是一個光滑的單盤狀物體，但ALMA和JWST的強(qiáng)大分辨率，在引力透鏡的增強(qiáng)下，揭示了一幅截然不同的畫面：一個充滿巨大團(tuán)塊的旋轉(zhuǎn)星系，類似于葡萄團(tuán) 。這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著天文學(xué)家首次將宇宙黎明時典型星系的小規(guī)模內(nèi)部結(jié)構(gòu)和大規(guī)模旋轉(zhuǎn)聯(lián)系起來，空間分辨率低至10秒差距（約30光年）。
這個星系并不代表一個罕見或極端的系統(tǒng) 。就恒星形成活動、質(zhì)量、大小、化學(xué)成分而言，它完全取決于星系的“主序星”，這意味著它可能代表了更廣泛的星系群。如果是這樣的話，當(dāng)前設(shè)施看到的許多其他看似光滑的星系實際上可能是由類似的看不見的子結(jié)構(gòu)組成的，這些子結(jié)構(gòu)被當(dāng)前分辨率的限制所掩蓋。
由于現(xiàn)有的模擬在早期無法再現(xiàn)旋轉(zhuǎn)星系中如此大量的團(tuán)塊，這一發(fā)現(xiàn)引發(fā)了關(guān)于星系如何形成和演化的關(guān)鍵問題。這表明，我們對年輕星系中反饋過程和結(jié)構(gòu)形成的理解可能需要重大修訂。

宇宙葡萄最初出現(xiàn)在過去的HST數(shù)據(jù)中，是一個具有光滑恒星盤的典型星系（左）。然而，JWST（中）和ALMA（右）的深入、高分辨率的后續(xù)觀測表明，它實際上是由許多嵌入光滑旋轉(zhuǎn)氣體盤中的致密恒星團(tuán)組成的。右側(cè)面板中的紅色和藍(lán)色分別表示紅移和藍(lán)移的氣體運動，追蹤圓盤的旋轉(zhuǎn) 。來源：NSF/AUI/NSF NRAO/B.Saxton
宇宙葡萄現(xiàn)在為星系的誕生和成長提供了一個獨特的窗口，這可能只是許多星系中的第一個。未來的觀測將是揭示這種塊狀結(jié)構(gòu)在宇宙年輕時是否常見的關(guān)鍵。