通过詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的观测，科学家在红移高达z≈3.25（对应宇宙年龄约20亿年）的星系中首次探测到厚盘与薄盘的共存结构。这一发现表明，早期星系演化路径可能遵循“厚盘先行，薄盘后成”的规律。具体观测证据与机制包括以下方面：
1. **厚盘的动力学特征**
JWST对高红移星系的光谱分析显示，早期厚盘的恒星运动速度弥散度较高，暗示其形成于更加动荡的环境。这种混沌状态可能源于频繁的星系合并或气体吸积过程——例如在“大轮”星系（JWST观测到的红移z=3.25的巨型盘星系）所
迄今为止，薄盘和厚盘结构仅在银河系及邻近星系中被确认。当从侧面观测遥远星系时，以往望远镜无法分辨其薄盘边缘结构。
这种情况随着2021年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）发生根本改变，这是当前太空中最大的望远镜。
国际研究团队分析了111幅JWST拍摄的遥远侧向星系图像，这些特殊角度使研究者得以观测星系垂直盘状结构。
研究负责人塚井崇文（原澳大利亚国立大学，现东北大学）指出，观测遥远星系如同使用时间机器，使我们能追溯星系盘结构在宇宙历史中的演化过程。
"借助JWST的超高分辨率，我们确认了本地宇宙之外星系中的薄厚双盘结构，部分样本可追溯至100亿年前。"
研究揭示出统一演化规律：早期宇宙中更多星系呈现单一厚盘结构，而后随着时间推移，具备薄厚双层结构的星系比例显著增加。这表明星系首先形成厚盘，随后在其内部发育薄盘结构。更大质量星系的薄盘形成时间更早。
研究估算银河系规模星系的薄盘形成时间约为80亿年前，这与通过恒星年龄测量获得的银河系自身形成时间线高度吻合。
为解读厚薄双盘循序形成机制及对应时间线，团队不仅分析恒星结构，还结合阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）和地面巡天获得的星际气体运动数据。这些观测共同支持以下形成模型：
- 早期宇宙星系盘富含气体且湍流剧烈
- 剧烈湍流环境促使高强度恒星形成，塑造厚盘结构
- 恒星盘形成后逐步稳定气体盘并降低湍流强度
- 气体环境稳定化催生薄盘结构在原有厚盘内部形成
- 大质量星系更高效转化气体为恒星，因此更早形成薄盘
塚井强调JWST图像解答了天文学核心问题：银河系的形成是典型还是特例？"JWST展示了类银河系早期状态的星系，为我们带来来自遥远星系的珍贵启示。"
该团队期望通过此项研究架起近域与遥远星系研究的桥梁，完善盘状结构形成理论。研究成果发表于2025年6月26日《皇家天文学会月刊》。