新發現早期宇宙一個龐大星系，能解釋以往無解的天文疑點
每當科學家又在早期宇宙發現異常巨大的成熟星系時，往往一顆頭兩個大，因為我們找不到小星系發展成巨大星系前應該存在的過渡星系。直到現在，天文學家利用 ALMA 發現了一個隱藏在黑暗中的怪物星系，它的尺寸、恆星形成速率都剛好能解釋星系發展歷史的空缺地帶。
要了解星系如何形成與成長，最好從大爆炸看起。大爆炸之初，宇宙非常炙熱且密度極高，物質、反物質、暗物質、輻射均勻分布；接著宇宙開始冷卻，大約 5 千萬～ 1 億年後，宇宙第一代恆星（第三星族星）出現，高能量紫外光子開始流竄宇宙並電離中性原子，宇宙逐漸透明。
大爆炸後 2～2.5 億年，宇宙第一批星系形成了，它們以驚人的速度形成新生恆星（但星系總質量還不到如今銀河系的 1%），電離速率增加，目前已知（儀器追蹤極限）最古老的星系出現在大爆炸後 4 億年；約大爆炸後 5.5 億年，宇宙終於完全被電離，光可以自由傳播而不會被吸收。
然而在宇宙完全透明之後，科學家依然只找到一些明亮但質量很低的星系，直到大爆炸後約 10 億年，無數個比銀河系還要龐大的巨無霸成熟星系，忽然出現在望遠鏡觀測視野內，這就是天文學一個長期懸而未解的問題：星系應該透過引力吸引附近物質來成長茁壯，隨著規模越來越大，星系開始互相吞食並融合成更大的星系，如果星系有等級區別，那也要從 Lv.1→2→3 循序增長至 Lv.10，而不是直接從 Lv.1 變成 Lv.10。
然而現實是：我們只找到了 Lv.1 的超低質量星系和 Lv.10 的超巨大成熟星系，而處於恆星活躍形成階段的中間星系幾乎找不到。雖然先前曾有研究發現類似中間等級的星系，但數量實在太少，無法給出令人滿意的答案。
為什麼會這樣呢？科學家認為最大原因是有東西擋住了望遠鏡觀測。
最近，亞利桑那大學天文學家 Christina Williams 團隊在利用阿塔卡馬大型毫米及次毫米波陣列（ALMA）觀測時，忽然在一個沒有已知星系存在的區域發現一道微弱光芒，且就像黑暗中的鬼火從無到有，而當發現這個星系的光在其他波長下都看不見時，研究人員變得興奮，因為這說明光來自很遙遠的地方，明明暗暗又微弱很可能是被塵埃雲掩蓋。
研究人員認為，這道光是由位於年輕星系內部的恆星加熱塵埃粒子所引起，但一片巨大的塵埃雲掩蓋了恆星自身光芒，導致整個星系微弱不可見。
團隊估計，發出光芒的對象是個距離地球 125 億光年遠的星系，命名「3MM-1」，它的恆星數量跟銀河系差不多，但形成新生恆星的速度是銀河系的 100 倍。現在，我們不知道早期宇宙到底還藏了多少這種巨大星系，訂於 2021 年 3 月發射升空 NASA 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）能直接看透塵埃面紗，告訴科學家這些星系的真正大小以及增長速度，幫助釐清現有模型無法解釋的疑點。
新論文發表在《天文物理期刊》（Astrophysical Journal）。
Can This Newfound Dark, Massive Galaxy Be Astronomy's 'Missing Link' In The Universe?
Cosmic Yeti from the dawn of the universe found lurking in dust
Astronomers discover 'cosmic yeti' galaxy from the early universe
（首圖來源：斯威本理工大學）
留言 4