JWST 展示了星系是如何形成的
许多星系，包括我们自己的银河系，都以平坦、延伸、旋转的恒星盘为特征。 这些盘星系通常包含两个主要部分：一个薄盘和一个厚盘。 薄盘包含较年轻的富含金属的恒星，而厚盘包含较老的贫金属恒星。 这些不同的成分保存着化石记录，有助于天文学家了解星系如何形成恒星，如何积累对生命至关重要的氧和碳等元素，并演化成现在的形状。 到目前为止，仅在银河系和附近的星系中发现了薄盘和厚盘。 以前的望远镜从侧面观察时无法区分遥远星系的薄边。 随着 2021 年詹姆斯韦伯太空望远镜 （JWST） 的发射，这种情况发生了变化，该望远镜是目前太空中最大的望远镜。 一个国际研究小组检查了 111 张遥远边缘星系的 JWST 图像，这些星系启用了对齐研究人员观察星系的垂直盘状结构。 领导研究团队的 Takafumi Tsukui（以前在澳大利亚国立大学工作，现在在东北大学工作）说，观测遥远的星系就像使用时间机器，让我们看到星系是如何在宇宙历史中建立它们的盘的。 “多亏了 JWST 的敏锐视力，我们能够在我们本地宇宙以外的星系中识别出薄盘和厚盘，有些可以追溯到 10 年前十亿年前。 该研究揭示了一个一致的趋势：在早期的宇宙中，更多的星系似乎有一个单一的厚盘，而在后来的时代，更多的星系显示出两层结构，并带有额外的薄盘成分。 这表明星系首先形成了一个厚盘，然后在其中形成了一个薄盘。 在质量更大的星系中，这个薄盘似乎形成得更早。 该研究估计了 Milky 的薄盘形成时间大小不等的星系大约在 80 亿年前。 这个数字与银河系本身的形成时间表一致，在那里可以测量恒星的年龄。 为了了解所揭示的从厚盘到薄盘的顺序形成以及相应的形成时间表，该团队不仅研究了恒星的结构，还研究了气体的运动、从阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 （ALMA） 获得的恒星的直接成分以及文献中的地面巡天。这些观测结果支持了一个连贯的形成情景： Tsukui 强调，JWST 提供的图像有助于回答天文学中最大的问题之一：我们星系的形成是典型的还是独特的？ “JWST 图像提供了一个窗口，让我们了解类似于银河系早期状态的星系，为我们带来了来自遥远星系的宝贵见解。” 该团队希望他们的研究将有助于将附近星系的研究与遥远的星系联系起来，并完善我们对椎间盘形成。 该研究于 2025 年 6 月 26 日发表在《皇家天文学会月刊》杂志上。