2026年,日本国立天文台(NAOJ)与国际合作伙伴利用南极射电望远镜(ALMA)和詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)对天琴座(Sextans)中的三颗“怪兽星系”——AzTEC‑1、AzTEC‑4与AzTEC‑8进行高分辨率观测,取得了前所未有的结果,首次证实这些早期宇宙中大质量星系的快速成长并非均由同一机制驱动。该研究已在《天体物理学期刊》(The Astrophysical Journal)上发表。

艺术家绘制的COSMOS-AzTEC-1。图片来源:日本国立天文台
关键发现极高分辨率映射星际结构
通过0.06角秒的分辨率(相当于人眼的千倍清晰度),团队能够在数十亿光年之外的星系中辨识仅数千光年尺度的细节。ALMA测得的是被厚厚尘埃遮蔽的星形成区域,JWST则揭示了已形成的恒星分布。
AzTEC‑1:巨型碰撞触发星暴
ALMA显示星体形成分布广泛,JWST观察到现有恒星聚集于中心,提示两大星系碰撞后气体被压缩至中心,引发剧烈星暴,形成典型的“星暴+星系碰撞”模式。
AzTEC‑4:自发内部不稳定导致星形成
ALMA呈现出优雅的螺旋臂,然而JWST的恒星分布却平滑无明显螺旋特征。此现象表明星系自身的引力不稳定促使恒星自发形成,而非外部触发。
AzTEC‑8:次级并合带来局部星暴
ALMA图像显示星体集中在核心附近,而JWST则显示更为广阔且碎片化的恒星分布。推测是较小伴星系的并合提供了新鲜气体,激活中心星体形成,但并未引发大规模碰撞。
研究意义打破单一“碰撞”理论
以往假设所有“怪兽星系”均因大规模碰撞迅速成长,现证据表明多条成长路径并存,揭示早期宇宙星系形成的多样性与复杂性。
推动星系演化研究
该成果为探究类似我们银河系星系的形成提供了关键参考,未来将扩大样本量,进行统计学分析,进一步解锁星系快速成长的根本机制。
研究团队与合作机构
研究负责人:Ryota Ikeda(日本国立天文台)
合作机构:ALMA(南极射电望远镜)、James Webb Space Telescope(詹姆斯·韦伯太空望远镜)、其他国际天文台与研究机构。
“通过将ALMA与JWST的观测数据进行叠加,我们得以在同一尺度下同时看到星体形成与恒星分布,揭示了星系成长的多种机制。” – Ryota Ikeda
勇编撰自论文"Formation of Substructure in Luminous Submillimeter Galaxies (FOSSILS): Evidence of Multiple Pathways to Trigger Starbursts in Luminous Submillimeter Galaxies".The Astrophysical Journal.2026相关信息,文中配图若未特别标注出处,均来源于自绘或公开图库。