天文学家发现宇宙早期罕见的“星团合并”，显示星系相互作用比预期更早开始
以詹姆斯·韦伯太空望远镜观测的“星团合并”事件证明，早期星系在约8亿年前就已处于高度密集的碰撞状态，且正在将重元素散布到星系之外
发布机构： 德克萨斯农工大学（Texas A&M University）天体物理与天文学系
一. 研究概况德克萨斯农工大学的博士后研究员胡维达（Weida Hu）与物理与天文学教授Casey Papovich在《Nature Astronomy》上发表的最新研究，利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）获取的深空图像，首次在宇宙诞生后约8亿年内发现一场至少五个星系的**“星团合并”**。该事件伴随大量重元素（如氧）被重新分布至星系外的广阔气体晕中，证明星系碰撞对早期宇宙的物质循环与环境塑造作用早于现行模型所预期。
图：示意图
二. 关键发现发现
具体表现
极早期的多星系合并
“JWST星团合并”在一片仅数万光年尺度的紧凑区域内，至少五个星系相互作用。
高星形成率
该系统星形成速率约为太阳质量的250倍/年，远高于同一时代的典型星系。
氧化氢辐射晕
观测到一片由被离子化的氧和氢发光的气体晕，环绕多星系并延伸至星系外。
重元素的外部分布
氧等重元素主要在星系合并过程中通过重力相互作用被抛射到星系外，而非仅靠星系风。
模型冲突
传统宇宙化学与星系演化模型预期，复杂星系合并及广泛重元素富化应在宇宙诞生后10亿年后才普遍出现；本研究表明其发生时间已提前约3–4亿年。
“在宇宙早期，星系通常被认为体积小、相互独立，而不是像我们在JWST数据中发现的这种多星系高度紧凑的合并。”——胡维达博士 “这说明我们的星系组装速度与机制模型需要修订，以符合实际观测。”——Papovich教授
三. 研究意义揭示早期宇宙的快速演化
星系碰撞迅速消耗气体，可解释为何JWST在随后几年内发现大量质量巨大的星系似乎几乎不再活跃。
重塑星系演化框架
发现的星团合并提供了早期星系如何快速聚集与重元素富化的直接证据，迫使宇宙学与星系组装理论重新校准。
未来观测展望
JWST计划进一步跟踪该系统内气体与星系的运动，为研究早期大尺度结构的形成机制提供更多细节。
四. 结论与展望胡维达博士强调，“星团合并”事件的出现，既挑战了旧有模型，也为解释JWST观测到的大质量静止星系提供了线索。Papovich教授认为，若类似星团合并在早期迅速完成并耗尽气体，它们可能演化成后期观测到的“暗星系”。后续JWST观测将聚焦于气体动力学与星系轨道，进一步厘清早期宇宙结构的形成与重元素循环规律。
关于本研究
该发现利用JWST的Advanced Deep Extragalactic Survey（ADXS）深度成像数据，证明早期宇宙中星系相互作用与重元素富化远比旧模型预测更早且更复杂，对宇宙大尺度结构的形成与演化提供了新的视角。
勇编撰自论文"Extended enriched gas in a multi-galaxy merger at redshift 6.7".Nature Astronomy.2026相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。