美国宇航局韦伯望远镜揭示星系碰撞残骸中存在的巨型恒星团块

被称为亮红外星系（LIRG）和极亮红外星系（ULIRG）的这类星系在本地宇宙中相对罕见。据亚利桑那大学斯图尔德天文台研究员肖恩·林登介绍，在距地球4亿秒差距（13亿光年）范围内仅发现202个此类星系。这些发现于6月11日在美国天文学会第246次会议上发布。

与银河系等螺旋星系不同，LIRG和ULIRG正处于与其他星系合并的过程中。大多数表现为双星系核或由引力拉伸形成的延伸"尾流"结构。相较于"现代"星系，它们包含"团块"——充满新生恒星的致密区域，其质量远超未进行合并的典型演化星系。

林登指出："这些星系的团块化特征与现今银河系等美丽螺旋结构截然不同。宇宙学模拟显示，这些团块正是早期宇宙中星系构建的基本单元。"

天文学家关注这类星系，因其能揭示宇宙年轻时期星系频繁碰撞合并的演化历史。

全天空亮红外星系巡天计划（GOALS）为此应运而生。该计划整合斯皮策、哈勃、钱德拉和系外行星探测器等天文台数据，对本地宇宙200多个最明亮红外星系展开全面研究。目前詹姆斯·韦伯空间望远镜的红外观测提供了最完整的数据集——这项2023年10月至2024年9月进行的巡天具有独特科学价值，成果即将发表于《天体物理学杂志》。

"想象百万个太阳在致密区域形成——这类星系中每个都包含数十万个此类团块，"林登描述道。

相较而言，银河系最大年轻星团质量仅约1,000个太阳质量，年均新生恒星仅1颗。

林登解释星系碰撞导致恒星形成率激增，产生未合并星系中不存在的巨型团块："这些团块随时间累积达到惊人质量，要理解其对宇宙时间尺度演化的贡献，必须进行精细研究。"

尽管哈勃望远镜已观测到恒星形成团块，但韦伯望远镜红外穿透能力首次突破尘埃遮蔽，揭示更多细节。

研究结果验证了超算模拟的星系演化模型：典型盘状星系团块较少，恒星形成以小团块为主（如银河系现状）；合并事件催生更大更多团块，主导恒星形成过程。

"我们正在本地宇宙发现这些巨型团块，"林登表示，"通过首次对比邻近与遥远宇宙的观测数据，逐步完善演化图景。"

解析这些特殊星团的前所未见细节，有助于理解星系演化历程。"观察本地宇宙如同获取百亿年前的宇宙信息，"负责数据采集与分析的林登补充道。

早期宇宙密度更高，星系碰撞频繁催生巨型星团。随着宇宙膨胀演化，星系逐渐形成现今成熟的螺旋结构。"宇宙过去更为动荡极端，现正趋于稳定——这也解释了极端星系在本地宇宙几乎绝迹的现象。"

林登指出，该类星系不仅揭示过往，也预示未来：银河系与仙女座星系将在数十亿年后相撞，届时可能触发新一轮大规模恒星形成。"随着星际介质压力增大，银河系形成的星团质量将显著增加。"