在浩瀚的宇宙探索中，科學(xué)家們近日取得了一項令人矚目的發(fā)現(xiàn)。通過詹姆斯·韋布空間望遠鏡（JWST）的敏銳目光，一個誕生于宇宙大爆炸后僅僅20億年的巨型螺旋星系被意外捕獲，這個被命名為“Big Wheel”的星系，其質(zhì)量和規(guī)模徹底刷新了我們對早期宇宙星系形成的認知。

Big Wheel星系的質(zhì)量驚人，約為銀河系的5倍，直徑更是達到了10萬光年之巨，而它距離我們地球約有117億光年之遙。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了科學(xué)家們長久以來的假設(shè)——在宇宙大爆炸后的初期，星系應(yīng)該是小巧且不成熟的。然而，Big Wheel不僅擁有完整的螺旋結(jié)構(gòu)，其旋轉(zhuǎn)速度也與現(xiàn)代成熟星系不相上下，最高可達每小時200公里，完美契合了“塔利-費舍爾關(guān)系”。

加州理工學(xué)院的天文學(xué)教授查爾斯·斯泰德爾對此表示驚嘆：“在宇宙如此早期的階段，發(fā)現(xiàn)如此巨大的螺旋星系，這簡直是史無前例的。”他進一步指出，這個星系雖然壯觀，但按照時間推算，它早已耗盡了維持生命的氣體，無法延續(xù)至今。“這就像我們發(fā)現(xiàn)了一只活生生的恐龍，而它竟然存在于滅絕之前。”

研究團隊最初是在觀測一個鄰近的類星體時，意外捕捉到了Big Wheel的影像。隨后，他們利用JWST的近紅外光譜儀（NIRSpec）進行了詳細的光譜分析，從而確認了其旋轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)和動力學(xué)特征。

Big Wheel的尺寸和質(zhì)量遠遠超出了科學(xué)家們對同期星系的預(yù)期。與之前在類似宇宙時期發(fā)現(xiàn)的具有相似質(zhì)量的星系相比，它大了近三倍，也至少是目前宇宙模擬數(shù)據(jù)所預(yù)測的三倍之大。這一發(fā)現(xiàn)暗示著，早期宇宙中可能存在著某種我們尚未理解的快速星系形成機制。

研究團隊推測，Big Wheel之所以能夠在如此短的時間內(nèi)形成如此巨大的規(guī)模，可能與其所處的異常密集的宇宙環(huán)境密切相關(guān)。該區(qū)域的星系密度超過了宇宙平均值的十倍，這為星系的快速形成提供了有利條件。高效的氣體吸積和頻繁的星系合并可能是推動其快速成長的兩大關(guān)鍵因素。

米蘭比可卡大學(xué)的塞巴斯蒂亞諾·坎塔盧波作為研究合著者指出：“這類極端環(huán)境仍然是未被充分探索的領(lǐng)域，我們需要更多的觀測數(shù)據(jù)來建立統(tǒng)計樣本，以更深入地理解這些星系的形成和演化。”

這項研究成果已于3月17日由意大利米蘭比可卡大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個國際天文學(xué)家小組在《自然·天文學(xué)》期刊上發(fā)表，為科學(xué)家們探索早期宇宙的奧秘提供了新的線索和視角。