近日，中国科学院紫金山天文台领衔的国际研究团队首次发现遥远早期宇宙星暴星系中心通过强烈的恒星形成活动直接形成原位核球的确凿证据，开启了对宇宙星系形成过程的全新理解。该研究成果于12月5日在线发表于国际顶尖学术期刊《自然》。
当前宇宙中的星系依形态大致分为两类：有明显旋臂结构的盘状旋涡星系和整体呈近圆形或椭圆形且中心亮、边缘渐暗的椭圆星系。研究显示，无论形态如何，大多数星系的中心都有一个恒星密集区域——核球，核球与盘的比例决定了星系的整体形态。
星系核球结构与椭圆星系有很多相似之处，但它们的形成机制还是个谜：是通过星系的并合形成？还是星系自身演化原位形成？之前的相关理论研究普遍倾向于前者，但从观测上验证这些理论仍是一大挑战。
研究人员通过亚毫米波段的独特视角，结合创新的分析技术，发现早期宇宙星暴星系中极端活跃的恒星形成活动可能导致星系中心区域恒星质量的快速积累，进而促进原位核球结构的形成。
进一步采用先进的宇宙流体动力学模拟的结果显示，早期宇宙中普遍存在的冷气体吸积流入和星系相互作用（而非星系并合）所触发的剧烈恒星形成活动，很可能是导致这些星系原位核球结构形成的主要原因，而这一时期也被认为是大多数星系核球结构形成的关键时期。
这些成果为探究早期宇宙星暴星系核球结构的形成及演化提供了至关重要的观测证据，同时为当前宇宙中巨型椭圆星系的形成机制研究带来新启示，有望重新定义星系形成机制，对星系形成和演化理论的研究产生深远影响。
未来，随着更为先进的亚毫米波和毫米波干涉阵设备和新一代空间望远镜（如中国巡天空间望远镜）的应用，有望获得早期宇宙星系形成的更完整图景，进一步深化我们对整个宇宙演化的理解。
论文第一作者兼通讯作者为紫金山天文台谈清华副研究员，紫金山天文台为第一完成单位，法国替代能源与原子能委员会巴黎-萨克雷大学中心研究员Emanuele Daddi是共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金和国家留学基金委公派访问学者项目的支持。
作者：刘琦
文：刘琦图：受访者提供编辑：刘琦责任编辑：许琦敏
转载此文请注明出处。