韦伯拍到早期宇宙中的宇宙结

　　利用美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜，研究早期宇宙的天文学家有了一个惊人的发现:一个巨大的星系团正在一个极其红色的类星体周围形成。这一结果将扩大我们对早期宇宙中星系团如何聚集在一起并形成我们今天看到的宇宙网络的理解。
　　类星体，一种特殊类型的活动星系核(AGN)，是一个致密的区域，在星系的中心有一个超大质量黑洞。落入超大质量黑洞的气体使类星体变得足够明亮，使星系中所有的恒星都黯然失色。
　　韦伯探索的类星体名为SDSS J165202.64+172852.3，存在于115亿年前。它异常的红，不仅仅是因为它本身的红色，还因为星系的光因其巨大的距离而发生了红移。这使得对红外波长具有无与伦比的敏感度的韦伯，非常适合详细地研究这个星系。
　　
　　在左侧，类星体SDSS J165202.64+172852.3在哈勃太空望远镜拍摄的可见光和近红外光图像中被突出显示。右侧和底部的图像呈现了詹姆斯·韦伯太空望远镜在多个波长下的新观测结果。他们展示了一个新观测到的围绕中心类星体的星系团中气体的分布和运动。
　　鸣谢:美国航天局、欧空局、加空局、STScI、D. Wylezalek(海德堡大学)、A. Vayner和N. Zakamska(约翰·霍普金斯大学)以及Q-3D小组
　　从太空望远镜科学研究所下载全分辨率、未压缩版本和支持图像。
　　这个类星体是在如此极端的距离上看到的最强大的已知星系核之一。天文学家推测，类星体的极端辐射可能会导致＂银河风＂，将游离气体推出其宿主星系，并可能极大地影响那里未来的恒星形成。
　　为了研究星系中气体、尘埃和恒星物质的运动，研究小组使用了望远镜的近红外摄谱仪(NIRSpec)。这个强大的仪器使用了一种叫做光谱学来观察类星体周围各种外流物和风的运动。NIRSpec可以在望远镜的整个视野范围内同时收集光谱，而不是一次只从一个点收集光谱，这使韦伯能够同时检查类星体、其星系和更广阔的环境。
　　美国宇航局的哈勃太空望远镜和其他天文台之前的研究引起了对类星体强大外流的关注，天文学家们猜测它的宿主星系可能正在与一些看不见的伙伴合并。但该小组并不期望韦伯的NIRSpec数据能清楚地表明它不仅仅是一个星系，而是至少有三个以上的星系围绕着它旋转。多亏了大范围的光谱，所有这些周围物质的运动可以被绘制出来，从而得出结论，红色类星体实际上是星系形成的致密结的一部分。
　　＂在这个早期阶段，几乎没有已知的星系原星系团。德国海德堡大学的天文学家Dominika Wylezalek说，他和Webb一起领导了这项研究。＂这可能最终有助于我们理解致密环境中的星系是如何演化的。这是一个令人兴奋的结果。＂
　　利用NIRSpec的观测结果，该团队能够确认这个类星体的三个星系同伴，并显示它们是如何联系在一起的。来自哈勃的档案数据暗示可能有更多。来自哈勃的宽视场相机3的图像显示了类星体及其星系周围的扩展物质，这促使它被选为这项研究的对象，研究其外流以及对其宿主星系的影响。现在，该团队怀疑他们可能一直在观察整个星系团的核心——只是现在才被韦伯清晰的图像所揭示。
　　＂我们对数据的第一次观察很快揭示了邻近星系之间主要相互作用的清晰迹象，＂马里兰州巴尔的摩约翰霍普金斯大学的团队成员Andrey Vayner说。＂NIRSpec仪器的灵敏度立即显现出来，我很清楚我们正处于红外光谱的新时代。＂
　　这三个已被证实的星系正以令人难以置信的高速相互绕转，这表明存在大量的质量。当结合它们在这个类星体周围区域的密集程度，研究小组认为这标志着早期宇宙中已知最密集的星系形成区域之一。＂即使是一团致密的暗物质也不足以解释它，＂Wylezalek说。＂我们认为我们可能会看到两个巨大的暗物质晕融合在一起的区域。＂暗物质是宇宙中一种不可见的成分，它将星系和星系团聚集在一起，并被认为形成了一个＂光环＂，延伸到这些结构中的恒星之外。
　　Wylezalek的团队进行的这项研究是Webb对早期宇宙研究的一部分。凭借其前所未有的回溯时间的能力，该望远镜已经被用于研究第一个星系是如何形成和演化的，以及黑洞是如何形成和影响宇宙结构的。该团队计划对这个意想不到的星系原星系团进行后续观察，并希望利用它来了解像这样密集、混乱的星系团是如何形成的，以及它如何受到其中心活跃的超大质量黑洞的影响。