科学家原以为，在宇宙早期诞生新恒星速度最快的“怪兽星系”，都是因星系碰撞引发剧烈诞星活动。然而最新观测显示，一些看似平静的星系，其实靠自身结构与宇宙气流的滋养，在没有整合的情况下也能自行掀起恒星诞生风暴。来自111亿年前的星系J0107a ，正是其中最具代表性的例子。
在遥远的早期宇宙，超过一百亿年前，有许多被称为“怪兽星系”的天体，就像宇宙中的超级工厂，每年诞生恒星的速度是银河系的一百倍以上。如今虽然仍有少数星系具备这种爆发力，但通常是因为与其他星系碰撞所引起。基于这样的观察，天文学家一直认为这类激烈的星系，多半是由碰撞导致大量气体涌入核心，就像火炉里添柴一样，点燃了诞星热潮。等到气体用尽，星系就会冷却下来，变成庞大但沉静的椭圆星系。然而，詹姆斯‧韦伯太空望远镜通过红外线观测，发现不少早期怪兽星系长得竟然像今天常见的盘状星系，外形完整又规则，和曾经历过碰撞的面貌截然不同。这让人产生新疑问：这些看似安静的星系，为什么内部会如此热闹？
其中一个引人瞩目的例子，是名为J0107a的星系。它的光来自111亿年前，相当于宇宙年龄还不到三十亿年时的面貌。这个星系不仅质量是银河系的十倍，诞星速度更高达三百倍，而且还拥有一个结构完整的棒旋外形。棒旋结构是指螺旋星系盘面中央的一道横杆，看起来和我们的银河系非常类似。像这样规模庞大、形状成熟的星系，在宇宙早期出现实属罕见。
左图为韦伯太空望远镜拍摄的近红外线形象，J0107a是出现在前景星系VV114形象中的一小块背景天体。右图为放大后的J0107a，显示其盘状与棒旋结构。（Source：ALMA，同下图）
研究团队进一步用ALMA电波望远镜观测它的气体分布，发现不只外形类似银河系，连气体的流动模式也高度相似。但这里出现了最令人震惊的差异：银河系中央的棒状结构中，气体只占总质量的一小部分；但在J0107a，这条横杆像塞满燃料的水管，内置气体高达整体的一半。它就像一条强力搅拌棒，让气体在星系内奔流，有些甚至流入核心，引发剧烈的恒星诞生。这种由星系自身结构驱动的恒星诞生风暴，过去从未被观测过。
左图为韦伯太空望远镜拍摄的J0107a近红外线形象，下方的两个星系为其他前景天体。右图为ALMA电波望远镜观测到的J0107a分子气体分布，显示气体集中在旋转棒状结构的前端，并朝星系中心汇聚。
这是天文学首次直接观测到：在宇宙早期，一个星系不是靠碰撞、而是靠自己内部的棒状结构，就能引发如此强烈的恒星诞生活动。而且这个星系不是短暂现象，它在当时的宇宙中已稳定存在，外表看似平静，内部却像一座火力全开的恒星工厂，挑战了我们对怪兽星系的既有认识。
虽然研究人员没有发现J0107a曾与其他星系整合的证据，但却侦测到它周围有一个超大的气体盘，直径约十二万光年，是星系本体的两倍大。这些气体与星系同步旋转，可能是来自宇宙大结构“宇宙网”的气体流，沿着路径导入星系，就像从远方注入的冰冷溪流。这类气体流动被称为“冷流”，为星系提供源源不绝的燃料。
总结来说，J0107a呈现了一种新的怪兽星系面貌：它不是靠撞击长大，而是从宇宙气流中不断吸收养分，增长为盘状星系，接着在体内发展出棒状结构，带动整个星系的气体翻搅与恒星诞生爆发。未来，天文学家将持续深入研究这颗神秘的早期星系，揭开更多宇宙演化的线索。
（首图来源：Pixabay）
