迄今最大规模的宇宙图谱显示发现的早期星系数量超出预期十倍

"我们的目标是在物理尺度上构建这个深空区域，其规模远超以往任何尝试，"加州大学圣塔芭芭拉分校物理学教授凯特琳·凯西表示，她与罗切斯特理工学院杰汉·卡尔塔佩共同领导COSMOS-Web合作项目。"如果将哈勃超深空场的图像打印在标准纸张上，"她解释道（此处指美国宇航局2004年发布的包含近10,000个星系的标志性图像），"我们的图像将达到约4米×4米壁画的尺寸，且探测深度相同。因此其覆盖范围确实令人震撼。"

COSMOS-Web合成图像追溯至约135亿年前；根据美国宇航局数据，宇宙年龄约为138亿年（误差范围约1亿年）。这覆盖了约98%的宇宙历史。研究目标不仅是观测宇宙诞生初期某些最有趣的星系，更要获取早期宇宙中恒星、星系及黑洞形成时的广域宇宙环境全景。

"宇宙由致密区域与虚空构成，"凯西阐释道，"我们不仅希望发现最遥远的星系，更希望揭示它们所处的宏观环境背景。"

"巨大意外"

观测结果展现了惊人的宇宙图景。凯西指出，在詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）启用前，天文学家依据其6.5米（21英尺）直径集光主镜（约比哈勃2.4米/7英尺10英寸主镜大六倍）对可见星系增量进行了最佳预测。哈勃的最佳测量数据表明，宇宙诞生前5亿年内的星系应极其罕见。

"这符合逻辑——大爆炸发生后，物质需要时间通过引力坍缩形成结构，恒星需要时间点燃。该过程存在相应时间尺度，"凯西解释道，"然而巨大意外在于：JWST在这些惊人距离处发现的星系数量约为预期的10倍。我们还观测到了哈勃望远镜根本不可见的超大质量黑洞。"她补充说明，这些新发现不仅数量更多，还包括不同类型的星系和黑洞。

"诸多未解之谜"

尽管COSMOS-Web图像与星表解答了天文学家关于早期宇宙的诸多疑问，但也引发了更多新问题。

"自望远镜启用以来，我们始终在思考：'这些JWST数据集是否颠覆了宇宙学模型？'因为宇宙过早产生过量光亮——仅用约4亿年就形成了相当于十亿倍太阳质量的恒星。我们尚无法解释其成因，"凯西表示，"因此存在大量待解析的细节与未解之谜。"

通过向公众开放数据，项目团队希望全球天文学家能借此深化对早期宇宙天体分布及万物演化至今过程的理解。该数据集还可能为暗物质等宇宙未解之谜提供线索，或揭示早期宇宙物理规律与当代认知的差异。

"本项目的重要宗旨在于科学民主化——使更广泛的研究群体能够获取顶尖望远镜的工具与数据，"凯西强调。原始数据采集后几乎立即公开，但仅专业技术人员借助超级计算机才能处理解读。过去两年间，COSMOS合作团队不懈努力，将原始数据转化为广泛可用的图像与星表。通过发布这些成果，研究者希望连天文系本科生都能深入挖掘材料并获取新发现。

"最卓越的科学成就源自不同视角对同一数据集的解读，"凯西指出，"宇宙奥秘不应仅由单一团队破解。"

对COSMOS团队而言，探索仍在继续。他们已重返深空区域开展进一步测绘与研究。

"我们将进行更多数据采集，"她透露，"我们认为已识别图像中最早的星系，但需要验证。"为此团队将采用光谱分析法——将星系光线分解为棱镜光谱，以确认这些天体的距离（距离越远即年代越古老）。"作为副产品，"凯西补充道，"通过追踪氮、碳、氧元素，我们将解析这些星系系统的星际化学成分。仍有大量未知领域等待探索，我们仅仅触及了表面。"

COSMOS-Web图像提供交互式浏览功能；相关科学论文已提交至《天体物理学杂志》和《天文学与天体物理学》。