近日，一個國際天文學(xué)家團隊宣布了一項令人矚目的成果：他們利用詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST），在名為COSMOS Web的天區(qū)內(nèi)，成功觀測到了迄今為止最大規(guī)模的星系群樣本。這一發(fā)現(xiàn)無疑為銀河系外天文學(xué)領(lǐng)域帶來了重大突破，為科學(xué)家們提供了前所未有的機會，以更深入地探索星系的形成與演化以及宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)。

該研究團隊通過詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡的強大功能，回溯到了宇宙比現(xiàn)今地球年齡還小的時期，捕捉到了從大約120億年前到10億年前的珍貴圖像。這些圖像被精心整理成一份新圖像目錄，即將在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》期刊上發(fā)表。這份目錄包含了近1700個星系群，其中一幅距離地球超過60億光年的星系團圖像，因其獨特性和重要性，被歐洲航天局（ESA）選為“本月天文圖片”。

阿爾托大學(xué)的Ghassem Gozaliasl教授領(lǐng)導(dǎo)了此次星系群探測團隊的研究工作。他興奮地表示：“我們能夠真正觀察到宇宙中最早形成的星系。詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡讓我們探測到了1678個星系群或原星系團，這是迄今為止探測到的最大且最深的星系群樣本。通過這些樣本，我們可以深入研究過去120億年宇宙時間里，星系群中星系的演化過程。”

詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡自2022年開始運行以來，以其卓越的分辨率和靈敏度，使天文學(xué)家能夠觀測到比以往更遠(yuǎn)、更清晰的宇宙景象。由于光以有限的速度傳播，物體距離我們越遠(yuǎn)，我們所看到的其圖像在時間上就越久遠(yuǎn)。該團隊通過觀測極其微弱且遙遠(yuǎn)的星系——這些星系比人眼能看到的亮度還要暗10億倍——成功揭示了早期宇宙中星系的模樣。

Gozaliasl教授進一步解釋說，星系群和星系團是充滿暗物質(zhì)、熱氣體以及常常擁有超大質(zhì)量黑洞的巨大中心星系的復(fù)雜環(huán)境。這些成分之間的復(fù)雜相互作用在塑造星系的生命周期以及推動星系群和星系團本身的演化中起著關(guān)鍵作用。通過揭示這些宇宙結(jié)構(gòu)更完整的歷史，科學(xué)家們可以更好地理解這些過程是如何影響大質(zhì)量星系以及宇宙中最大結(jié)構(gòu)的形成和增長的。

宇宙中的星系并非均勻分布，而是聚集在由纖維和墻壁連接的密集區(qū)域，形成了一種被稱為宇宙網(wǎng)的巨大結(jié)構(gòu)。大多數(shù)星系都存在于包含三到幾十個星系的星系群中，或者存在于更大的星系團中。這些星系團可能包含數(shù)百甚至數(shù)千個被引力束縛在一起的星系。我們所在的銀河系就屬于一個名為本星系群的小型星系群，其中還包括仙女座星系以及數(shù)十個較小的星系。

Gozaliasl教授用了一個生動的比喻來形容星系群和星系團的重要性：“就像人類一樣，星系也會聚集在一起形成‘家族’。星系群和星系團內(nèi)部的星系可以相互作用并合并，從而導(dǎo)致星系結(jié)構(gòu)和形態(tài)的轉(zhuǎn)變。研究這些環(huán)境還有助于我們理解暗物質(zhì)的作用、超大質(zhì)量黑洞的反饋以及填充星系間空間的熱氣體的熱歷史。”

由于新的目錄涵蓋了從10億年前到120億年前的觀測數(shù)據(jù)，科學(xué)家們得以將宇宙中最早的結(jié)構(gòu)與相對較現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)進行比較，從而更深入地了解星系群及其演化過程。研究星系群的歷史還有助于天文學(xué)家理解位于其中心的巨大、最亮的星系（BGGs）是如何通過反復(fù)合并形成的。這一領(lǐng)域也是Gozaliasl教授近期多篇論文深入探討的焦點。

Gozaliasl教授在談到這一發(fā)現(xiàn)時表示：“當(dāng)我們深入觀測宇宙深處時，會發(fā)現(xiàn)星系的形狀更加不規(guī)則，并且正在形成大量恒星。而接近我們所處的時代時，恒星形成逐漸減緩，星系的結(jié)構(gòu)也變得更加對稱，如橢圓形或螺旋形星系。看到星系形狀在宇宙時間中的變化，這非常令人興奮。我們可以開始解答許多關(guān)于宇宙中發(fā)生了什么以及星系是如何演化的問題。”