NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜首次探测到一个宇宙大爆炸后约六亿年的幼小星系,质量与银河系同时期质量相当。这就像“回到过去”测量银河系刚形成时质量。
此星系是韦伯在星系团MACS J1423观测视野发现,星系呈十个独立星团。外观看似翩翩起舞的萤火虫,故名为“萤火之光”星系(Firefly Sparkle)。研究员原不认为能将如此早期星系解析成这么多独立结构,更不用说质量与银河系早期质量相似。然而,这个小型星系同时发生许多活动,包括众多各阶段的恒星形成。
韦伯能清晰成像星系的原因有二:首先,得益于宇宙巨大前景星系团,重力透镜效应大幅增强遥远星系形象;其次,韦伯望远镜拥有高分辨率和高灵敏度的红外光观测力,提供前所未有数据。若无这些条件,此星系细节就无法解析。
团队模拟还原重力透镜效应而观测看似拉伸的“萤火之光”星系,形状如细长雨滴。星系顶部分布两个星团,底部八个星团,星系正在组成过程。“萤火之光”属于低质量小型星系,距离形成完整结构仍需数十亿年。韦伯形象与光谱数据显示,恒星以分阶段形式逐步形成,而非一次性生成。各星团处于不同形成或演化阶段,且尚未聚集成中央核心或扁平薄盘,证明星系仍是形成初期。
团队还发现两个星系在“萤火之光”星系周围,可能会影响未来演化。第一个伴星系距离仅约6,500光年,第二个伴星系约42,000光年,相比之下,银河系直径约十万光年,三者距离可轻松包含在银河系内。这些伴星系可能与“萤火之光”有相互环绕关系,未来甚至可能整合。早期宇宙星系认为是通过小型星系互动与整合逐步形成,我们或许正在目睹过程的其中一环。
左为詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的星系团MACS J1423形象,右为局部放大超过40倍“萤火之光”及伴星系形象。由于前景巨大星系团MACS J1423产生重力透镜效应,星系观测时看起来拉伸变形。
(图片来源:Webb)