詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）凭借其独特的红外观测能力和极高的分辨率，正在解开星系形成与演化的核心机制，揭示了跨越百亿年的宇宙历史之谜。以下是其关键科学突破：### 1. **星系早期形态与结构的

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》。