宇宙的秘密收获：揭示“宇宙葡萄” _宇宙

一位艺术家对“宇宙葡萄”星系的印象，该星系由至少15个巨大的恒星形成团块组成，远远超过了目前理论模型预测的早期单个旋转盘中可能存在的团块。来源：NSF/AUI/NSF NRAO/B.Saxton
据国家射电天文台：天文学家发现了一个在大爆炸后仅9亿年就存在的非常块状的旋转星系，为星系在早期宇宙中的生长和演化提供了新的线索。绰号“宇宙葡萄”的星系似乎由至少15个巨大的恒星形成团块组成，远远超过了目前理论模型预测的早期单个旋转盘中可能存在的团块。
这一发现发表在《自然天文学》上，得益于阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）和詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的非凡观测组合，所有这些观测都集中在一个星系上，该星系恰好被前景星系团通过引力透镜完美放大。总共有100多个小时的望远镜时间专门用于这个单一系统，使其成为早期宇宙中研究最深入的星系之一。
尽管在之前的哈勃图像中，该星系看起来是一个光滑的单盘状物体，但ALMA和JWST的强大分辨率，在引力透镜的增强下，揭示了一幅截然不同的画面：一个充满巨大团块的旋转星系，类似于葡萄团。这一发现标志着天文学家首次将宇宙黎明时典型星系的小规模内部结构和大规模旋转联系起来，空间分辨率低至10秒差距（约30光年）。
这个星系并不代表一个罕见或极端的系统。就恒星形成活动、质量、大小、化学成分而言，它完全取决于星系的“主序星”，这意味着它可能代表了更广泛的星系群。如果是这样的话，当前设施看到的许多其他看似光滑的星系实际上可能是由类似的看不见的子结构组成的，这些子结构被当前分辨率的限制所掩盖。
由于现有的模拟在早期无法再现旋转星系中如此大量的团块，这一发现引发了关于星系如何形成和演化的关键问题。这表明，我们对年轻星系中反馈过程和结构形成的理解可能需要重大修订。

宇宙葡萄最初出现在过去的HST数据中，是一个具有光滑恒星盘的典型星系（左）。然而，JWST（中）和ALMA（右）的深入、高分辨率的后续观测表明，它实际上是由许多嵌入光滑旋转气体盘中的致密恒星团组成的。右侧面板中的红色和蓝色分别表示红移和蓝移的气体运动，追踪圆盘的旋转。来源：NSF/AUI/NSF NRAO/B.Saxton
宇宙葡萄现在为星系的诞生和成长提供了一个独特的窗口，这可能只是许多星系中的第一个。未来的观测将是揭示这种块状结构在宇宙年轻时是否常见的关键。