一項最新研究揭示，早期宇宙中的星系可能比我們之前認為的更不「重」。這項研究發表在《天文學期刊》（Astronomical Journal）上，由德州大學奧斯汀分校的天文學家Katherine Chworowsky和她的同事們進行。
這些研究人員利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）進行了宇宙進化早期釋放調查（CEERS），觀察了紅移值在4到8之間的星系演化。初步結果顯示，早期星系的數量仍然超出預測，然而，這些星系並沒有像之前擔心的那樣「打破」宇宙規則。
研究發現，那些看起來過於龐大的星系很可能是由於其中心的黑洞快速吞噬氣體所致。這些黑洞吞噬氣體時會產生摩擦，從而釋放出大量的熱量和光，使這些星系看起來比實際更亮、更重。但當科學家將這些光亮的小紅點星系排除在分析之外時，剩下的星系質量仍然符合標準模型的預測。
Steven Finkelstein教授指出：「這意味著，宇宙學標準模型並沒有面臨危機。任何經受住長時間考驗的理論，都需要壓倒性的證據才能被推翻，而目前顯然還不是這樣。」
儘管主要的謎團已經解開，但研究人員仍面臨另一個較小的問題：韋伯望遠鏡觀測的早期宇宙中，質量較大的星系數量依然比標準模型預期的多出約兩倍。可能的解釋之一是，早期宇宙中的恆星形成速度比今天快得多。
部分光亮來自於黑洞周圍氣體，而非恆星
Chworowsky解釋道：「也許在早期宇宙中，星系更擅長將氣體轉化為恆星。」這可能是因為早期宇宙比現在更密集，使得氣體在恆星形成過程中更難被驅散，從而加快了恆星的形成速度。
同時，天文學家們正在分析這些小紅點星系的光譜，發現其中一些顯示出快速運動的氫氣跡象，這是黑洞吸積盤的標誌。這進一步支持了這些星系中一部分光亮來自於黑洞周圍的氣體，而不是恆星。
雖然這項研究證明了宇宙標準模型依然穩固，但也揭示了恆星形成過程中需要新的思路。Chworowsky總結道：「在科學中，回答一個問題往往會引出新的問題。正是這種未解之謎讓科學研究變得如此有趣，否則如果一篇論文就能解決所有問題，那這個領域將會變得無比枯燥。」
該研究結果發表於《天文學期刊》（Astronomical Journal）。
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首圖來源：Furtak et al. cc By4.0
圖片來源：Astronomical Journalcc By4.0
參考論文：
1.Evidence for a Shallow Evolution in the Volume Densities of Massive Galaxies at z = 4–8 from CEERS
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