大爆炸后仅12亿年,六个微小星系已开始合并,孕育未来巨星系
天文学家发现了一个异常紧凑的年轻星系群,大爆炸后仅12亿年,由六个星系组成。这个微小的宇宙建筑工地可能提供了一个罕见的实时一瞥,揭示宇宙中一些最大星系最初是如何聚拢在一起的。
根据宇宙演化的标准模型,大型星系通过较小星系的反复合并,以层级方式——一块一块地——逐步成长。早期宇宙中的稠密区域充当天然实验室,让我们能观察这一过程的展开。新研究的对象名为SCGG-z5,位于红移z = 4.97,由六个通过光谱确认的星系组成,它们挤压在一个直径仅约5.2万光年的区域内——大约是银河系直径的一半。
詹姆斯·韦伯太空望远镜的深场成像和光谱观测显示,这些星系已开始剧烈相互作用。所有六个星系均呈现出扰动、不规则的形态,与持续的重力拉扯和可能的合并相符。恒星形成速率各异:三个成员的恒星形成速率达到或超过其时代典型水平,而其中一个尤为旺盛。有些星系中气体似乎正向内流动,暗示着从内向外的增长模式,然而质量最大的成员则呈现相反格局——中心较为平静,外缘更活跃。
这个星系群动态上极不稳定。星系间相对运动速度之快,可能在约1400万年内完成多次近距离遭遇。对类似紧凑群的模拟显示,这六个星系将在红移z ≈ 3–4时完全合并成单一系统,那时距我们观测到的时刻仅约4亿年。由此形成的星系预计将持续增长,到z ≈ 1时,其恒星质量可能达到1000亿个太阳质量,并成为未来星系团的明亮中央星系。
从恒星形成开始到最终聚并,整个组装过程可能仅持续约8亿年。SCGG-z5正被抓获在旅途中——一个早期的宇宙瞬间,此时一个未来的巨型星系仍由其分离的碎片逐步构建而成。
这个紧凑的原生群提供了早期层级组装的直接观测证据,发生在宇宙最初10亿年内,显示环境早在成员完全融合之前很久,就已开始塑造它们各自不同的演化路径。承包笑点碎碎念
