詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）的深度觀測揭示了早期宇宙中存在一個異常巨大的星系。它是一個宇宙巨人，它的光已經傳播了 120 億年才到達我們這裡。根據我們的發現，我們將其稱為“大輪子”今天發表於自然天文學。
這個巨大的盤狀星系存在於宇宙誕生後的最初 20 億年之內。，這意味著它形成時宇宙的年齡僅為當前年齡的 15%。它挑戰了我們對星系如何形成的了解。
什麼是盤狀星系？
想像一個像我們自己的星系一樣的星系銀河系：由恆星、氣體和塵埃組成的扁平旋轉結構，通常被巨大的看不見的光環包圍暗物質。
盤狀星系通常具有從緻密的中心區域向外延伸的清晰旋臂。我們的銀河系本身是一個盤狀星系，其特徵是環繞其中心的美麗旋臂。
研究盤狀星系，例如銀河系和新發現的巨輪，可以幫助我們發現星係是如何形成的，在數十億年的時間裡成長和進化。
這些研究尤其重要，因為了解與我們相似的星係可以更深入地了解我們銀河系家園的宇宙歷史。
一個巨大的驚喜
我們之前認為星系盤是在很長一段時間內逐漸形成的：要么是通過氣體從周圍空間平穩地流入星系，要么是通過與較小的星系合併。
通常，星系之間的快速合併會破壞微妙的螺旋結構，使它們變成更混亂的形狀。然而，大轉輪設法迅速增長到驚人的大尺寸，同時又沒有失去其獨特的螺旋形狀。這挑戰了長期以來關於巨型星系生長的觀點。
我們詳細的 JWST 觀察表明，巨輪的尺寸和轉速與最大的輪子相當。“超級螺旋”星系在當今的宇宙中。它的大小是那個時期同類星系的三倍，是早期宇宙中觀測到的最大質量的星系之一。
事實上，它的旋轉速度使其處於所謂的高端星系之中。塔利-費雪關係，星系恆星質量與其自轉速度之間的眾所周知的聯繫。
值得注意的是，儘管大輪子異常大，但它正在以與同一宇宙年齡的其他星系相似的速度積極增長。
空間異常擁擠的部分
更令人著迷的是大輪子形成的環境。
它位於一個異常擁擠的太空區域，那裡的星係緊密地堆積在一起，密度是宇宙典型區域的十倍。這種稠密的環境可能為星系的快速生長提供了理想的條件。它可能經歷了足夠溫和的合併，使星系保持其螺旋盤形狀。
此外，流入星系的氣體必須與其旋轉保持良好一致，從而使星系盤能夠快速生長而不會受到干擾。所以，一個完美的組合。
一個幸運的發現
發現像大輪子這樣的星係是極其不可能的。根據當前的星系形成模型，我們在調查中發現這一點的機會不到 2%。
所以，我們的發現是幸運的，可能是因為我們在一個異常密集的區域觀察到它，與典型的宇宙環境截然不同。
除了神秘的構造之外，大轉輪的最終命運也是另一個耐人尋味的問題。考慮到密集的環境，未來的合併可能會顯著改變它的結構，有可能將其轉變為質量與附近星團（例如室女座）中觀察到的最大星系相當的星系。
大輪子的發現揭示了早期宇宙的另一個謎團，表明我們當前的星系演化模型仍然需要完善。
隨著對大輪子等巨大早期星系的更多觀測和發現，天文學家將能夠解開更多關於宇宙如何構建我們今天看到的結構的秘密。
