宇宙从何时开始制造星系？

离我们较远的星系看起来比离我们较近的星系更红。

参考消息网2月8日报道 美国《大众科学》月刊网站1月16日发表题为《我们的宇宙在年轻时就掌握了制造星系的艺术》的文章，作者是布里利·刘易斯，文章编译如下：

詹姆斯·韦布空间望远镜的新图像揭示我们星系周围数百个星系的年龄。

遗憾的是，宇宙的寿命如此之长，以致我们不能只是等着看发生什么来了解它是如何运转的。这是一场电影马拉松，在我们这个物种出现的数十亿年之前就开始了，而且在我们之后大概还会继续下去。但如果有录影，而我们又能把磁带倒回去呢？

天文学家正在用著名的韦布望远镜做这件事：使用这个庞大的飞行天文台回溯我们宇宙的历史，寻找早期星系。结果就是，天文学家发现了110亿到130亿年前的数百个星系，它们也表现出了显著的形状多样性：圆盘、核球、团簇、块状等等。根据最近在美国天文学会会议上介绍的新研究结果，这些星团在宇宙时间轴上出现的时间比此前认为的要早。这项研究结果不久将发表在美国《天体物理学杂志》季刊上。

该研究报告第一作者、美国罗切斯特理工学院天文学家杰汉·卡塔尔泰佩说：“能够首次如此清晰地看到这些遥远星系的结构令人惊奇。它们一点儿都不无聊。”

为了估计星系的年龄，卡塔尔泰佩及其团队使用了一种得到确认的天文学方法。由于光速有限，在太空中离我们越远的星系在宇宙中的历史也越久远。此外，鉴于宇宙正在膨胀，离我们较远的星系看起来比离我们较近的星系更红，因为它们的光在穿越浩瀚的宇宙到达我们的望远镜时会被拉长。这给天文学家提供了一种简单的方式来标记宇宙中某个东西是何时存在的，即所谓的红移。

一个数十亿年前看起来是亮蓝色的星系，在我们的相机看来，可能在红外光中闪耀。这是韦布望远镜的独特优势——因为它用红外线观测宇宙，它可以发现这些遥远的红色星系。这台望远镜也比过去的太空工具要大，在望远镜的世界里，确实是越大越好。

此前，通过哈勃空间望远镜——利用可见光和近红外线观测宇宙——获得的数据，天文学家已经知道，在110亿年前，我们的宇宙中存在着有趣和多样的星系。不过，为了弄清这些巨大的旋臂和圆胖的核球（就像我们银河系中的那些）是什么时候形成的，研究人员需要把磁带往回倒得更多一些。

未参与这项研究的墨尔本大学天文学家本吉·梅塔说：“我们不知道在宇宙早期产生圆盘和核球时发生了什么，也不知道是什么时候、在哪里以及如何发生的——在韦布望远镜之前，我们没办法知道。现在，我们可以像利用化石记录一样利用这些星系观测数据，回溯过去，看看在宇宙仍在建设中时，这些星系中存在哪些特征。”

研究团队用韦布望远镜收集了850个星系的图片，并把它们划分为典型的星系形状：圆盘（就像我们自己的银河系）、团簇、不规则形状，或以上三者的某种结合。这些数据都是手工分析的，天文学家仔细审查了每一份文件。梅塔说：“我喜欢这篇论文的一点是它十分人性化。”他解释称，一个世纪前，美国天文学家埃德温·哈勃利用设在加利福尼亚州的威尔逊山天文台对附近不同类型的星系进行分类，创造了当今大多数天文学家使用的分类系统。他还说：“从本质上讲，这篇论文使用的方法与哈勃使用的方法完全相同：看一些图片，写下你看到的东西。”

这个国际研究团队发现了许多圆盘，它们可能是银河系这种星系的前身。他们还发现了许多不规则形状，这是两个星系的引力场离得太近、互相推挤对方的恒星甚至完全融合的迹象。

得克萨斯大学奥斯汀分校天文学家奥利维娅·库珀说：“我们在大爆炸后不到10亿年的宇宙时间里看到了各种各样的结构。”她说，这些新图片“证明了我们能够用韦布望远镜做些什么，并暗示宇宙比我们想象的更早出现了进化星系”。

在宇宙还很年轻的时候就有如此多样的星系这一事实令人费解，也肯定会让天文学家忙于建立更好的模型来了解这些宇宙实体是如何形成和进化的。这项研究结果还表明，要想看到第一批星系，专家们将需要把那盘磁带不断往回倒，并突破韦布望远镜能够窥视的宇宙历史的边界。