韦伯显示许多早期星系看起来像泳池面条冲浪板
研究人员分析了宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜的图像发现，早期宇宙中的星系通常是扁平且细长的，就像冲浪板和泳池面条一样，而且很少是圆形的，就像排球或飞盘。“我们研究的星系中大约 50% 到 80% 似乎在二维上是扁平的，”主要作者、纽约哥伦比亚大学 NASA 哈勃研究员 Viraj Pandya 解释道。“看起来像泳池面条或冲浪板的星系在早期宇宙中似乎很常见，这令人惊讶，因为它们在附近并不常见。”
该团队专注于韦伯提供的大量近透视 图像，即 宇宙演化早期发布科学 (CEERS) 调查，剔除出估计在宇宙 6 亿至 60 亿岁时就存在的星系。
虽然大多数遥远的星系看起来像冲浪板和泳池面条，但其他星系的形状像飞盘和排球。“排球”或球形星系是宇宙“海洋”上最紧凑的类型，也是最不常被识别的类型。发现菜鸟与沿“地平线”的冲浪板和泳池面形的星系大大，但在附近宇宙中变得更加靠近“海岸”。(在此图中比较它们 。)
如果我们能够将时钟倒退数十亿年，我们的银河系会属于哪一类 ?“我们最好的猜测是，它可能看起来更像一个冲浪板，”合著者、图森亚利桑那大学的博士生张浩文说。这一假设部分基于韦伯的新证据——理论学家“倒转时钟”来估计数十亿年前银河系的质量，这与当时的形状相关。
这些遥远的星系的质量也远小于附近的螺旋星系和椭圆星系——它们是像我们这样的更大质量星系的前身。“在早期宇宙中，星系的生长时间要短得多，”哥伦比亚大学的合著者、美国宇航局哈勃研究员卡泰克·艾耶(Kartheik Iyer)说。“确定早期星系的其他类别是令人兴奋的——现在还有很多东西需要分析。我们现在可以研究星系的形状与它们的外观之间的关系，并更好地更详细地预测它们是如何形成的。”
Webb 的灵敏度、高分辨率图像以及对 透视 光的专业知识 使团队能够快速描述许多 CEERS 星系的特征，并对其 3D 几何结构进行建模。潘迪亚还表示，如果没有天文学家使用美国宇航局哈勃太空望远镜进行的广泛研究，他们的工作就不可能实现。
几十年来，哈勃望远镜拍摄的一些最早星系的图像让我们惊叹不已，从 1995 年的第一个“深视场”开始 ，一直到被称为“宇宙组合近透视 深河外遗产巡天”的开创性巡天。像这样的深空调查带来了更大规模的统计数据，促使天文学家创建了整个 宇宙时间内遥远星系的可靠 3D 模型。如今，韦伯正在帮助加强这些努力，增加了哈勃望远镜无法观测到的大量遥远星系，并比以前更详细地揭示了早期宇宙。
韦伯的早期宇宙图像就像海浪一样，提供了新的证据浪潮。加那利群岛天体物理研究所的研究科学家、合著者马克·韦尔塔斯·康帕尼(Marc Huertas-Company)解释说：“哈勃望远镜长期以来一直显示出过多的拉长星系。” 但研究人员仍然想知道：如果对透视 光敏感，是否会更好地显示更多细节?韦伯证实，哈勃望远镜没有错过他们所观测到的星系中的任何其他特征。另外，韦伯向我们展示了许多形状相似的更遥远的星系，而且都很详细。”
我们的知识仍然存在差距——研究人员不仅需要韦伯提供的更大样本量来进一步完善遥远星系的属性和精确位置，他们还需要花费充足的时间调整和更新他们的模型，以更好地反映精确的几何形状遥远的星系。“这些都是早期结果，”合著者、缅因州沃特维尔科尔比学院副教授伊丽莎白·麦格拉思说。“我们需要更深入地研究数据来弄清楚正在发生什么，但我们对这些早期趋势感到非常兴奋。”
詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯正在解开太阳系中的谜团，展望其他恒星周围的遥远世界，并探索宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦伯是一个由 NASA 及其合作伙伴 ESA(欧洲航天局)和加拿大航天局领导的国际计划。
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