詹姆斯·韋伯（James Webb）太空望遠鏡（JWST）的深刻觀察結果表明，早期宇宙中有一個非常大的星系。這是一個宇宙巨人，其光線已經超過120億年以吸引我們。我們將其稱為大輪子，並帶有我們的發現今天發表在自然天文學。
這個巨大的磁盤星系在此後的頭二十億年內存在，這意味著當宇宙僅佔其當前年齡的15％時。它挑戰了我們對星系如何形成的了解。
什麼是磁盤星系？
想像一個像我們自己的星系銀河系：一個由星星，氣體和灰塵組成的平坦的旋轉結構，通常被廣泛看不見的光環包圍暗物質。
磁盤星系通常具有清晰的螺旋臂，從密集的中央區域向外延伸。我們的銀河系本身是一個磁盤銀河系，其特徵是美麗的螺旋臂纏繞在其中心。
研究磁盤星系，例如銀河系和新發現的大輪子，可以幫助我們發現星系如何形成，在數十億年中成長和發展。
這些研究尤其重要，因為了解類似於我們自己的星係可以為我們銀河系的宇宙歷史提供更深入的見解。
一個巨大的驚喜
我們以前認為，長期以來逐漸形成星系磁盤：通過氣體平滑流入周圍空間的星系，或與較小的星系合併。
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。但是，大輪子設法迅速生長到了令人驚訝的大尺寸，而不會失去其獨特的螺旋形式。這挑戰了關於巨型星系增長的長期以來的想法。
我們詳細的JWST觀察結果表明，大輪的尺寸和旋轉速度與最大的旋轉速度相當“超刺”星系在當今的宇宙中。它的大小是該時期的同類星系的三倍，並且是早期宇宙中觀察到的最大星系之一。
實際上，它的旋轉速度將其置於星系中Tully-Fisher的關係這是銀河系恆星質量與旋轉速度之間的眾所周知的聯繫。
值得注意的是，即使它異常大，大輪則在同一宇宙時代以類似於其他星系的速度積極生長。
空間異常擁擠的一部分
使這更令人著迷的是大輪形成的環境。
它位於一個異常擁擠的空間區域，那裡的星係緊密地擠在一起，比宇宙的典型區域密集十倍。這種密集的環境可能為銀河系迅速增長提供了理想的條件。它可能經歷了足夠溫和的合併，使銀河系保持其螺旋盤形狀。
此外，流入銀河系的氣體必須與旋轉良好對齊，從而使磁盤能夠迅速生長而不會被破壞。因此，一個完美的組合。
幸運的發現
發現像大輪子這樣的星系極不可能。根據當前的星系組模型，我們在調查中有不到2％的機會來找到這一點。
因此，我們的發現很幸運，可能是因為我們在一個異常緻密的區域內觀察到了它，這與典型的宇宙環境截然不同。
除了它的神秘形態外，大輪子的最終命運是另一個有趣的問題。鑑於密集的環境，未來的合併可能會大大改變其結構，從而將其轉變為質量可比的星系，與附近群集（例如處女座）觀察到的最大質量相當。
大輪子的發現揭示了早期宇宙的另一個謎團，這表明我們目前的銀河發展模型仍然需要改進。
有了更多的觀察和發現，如大輪子等早期星系，天文學家將能夠解鎖有關宇宙如何建造我們今天看到的結構的更多秘密。
themiya nanayakkara，詹姆斯·韋伯澳大利亞數據中心的首席天文學家，斯威本技術大學
