IT 之家 2 月 18 日消息，一項發表在《自然》雜志上的新研究，利用詹姆斯・韋伯太空望遠鏡 ( JWST ) 的觀測數據，颠覆了我們對星系形成和暗物質的理解。研究人員發現了一個距今 115 億光年 ( 紅移值 3.2 ) 的超大質量星系，其内部包含着比銀河系還要龐大的恒星群，并且這些恒星形成的時間竟然更早，距今約 130 億光年 ( 紅移值 11 左右 ) 。
這一發現與當前的模型嚴重相悖，因爲按照現有理論，如此早期的宇宙中，暗物質尚未聚集到足以形成如此龐大星系的密度。這項研究由斯威本科技大學的 Karl Glazebrook 教授領導，他表示其團隊花了七年的時間追蹤這個星系，使用地球上最大的兩台望遠鏡試圖測定其年齡，但都未能成功。最終，他們借助 JWST 的強大觀測能力才确認了這一驚人的發現。
據 IT 之家了解，星系形成是現代天體物理學的基礎理論之一，該理論預測早期宇宙中不會存在大量大質量星系。然而，這項研究發現的超大質量星系卻出現在距宇宙大爆炸僅 1-20 億年後，這嚴重挑戰了現有的理論模型。
Glazebrook 教授和來自世界各地的研究人員一起開展了這項研究，包括斯威本大學天體物理和超級計算中心的 Themiya Nanayakkara 博士、Lalitwadee Kawinwanichakij 博士、Colin Jacobs 博士、Harry Chittenden 博士、Glenn G Kacprzak 副教授和 Ivo Labbe 副教授。
Nanayakkara 博士領導了 JWST 數據的光譜分析，他表示：" 這項研究突破了以往的極限，讓我們得以确認宇宙深處存在的最古老、最龐大的恒星怪物。這将迫使我們重新審視對星系形成和演化的理解。現在關鍵的問題是，這些星系如何在宇宙早期如此迅速地形成，以及是什麽神秘的機制導緻它們突然停止形成恒星，而同時期的其他星系仍在活躍地進行恒星形成。"
來自西澳大利亞大學國際射電天文研究中心 ( ICRAR ) 的 Claudia Lagos 副教授參與了這項研究的暗物質演化理論模型的開發，她指出：" 星系形成很大程度上取決于暗物質的聚集方式。在宇宙早期發現如此大質量的星系，對我們标準的宇宙學模型提出了重大挑戰。這是因爲我們認爲尚未有足夠大質量的暗物質結構可以容納如此龐大的星系。我們需要更多的觀測來了解這類星系有多普遍，以及它們真正的質量有多大。"
Glazebrook 教授希望這項發現能夠爲我們理解暗物質的物理特性打開新的窗口，他表示："JWST 越來越多地發現早期宇宙中形成大質量星系的證據，這項研究刷新了這一現象的記錄。雖然它非常引人注目，但它也隻是單個天體。我們希望找到更多類似的星系，如果真能做到，這将徹底颠覆我們對星系形成的認識。"
