宇宙大爆炸後僅12億年（1.2 billion years），星系的形態就已受到其所在環境的影響

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宇宙大爆炸後僅12億年（1.2 billion years），星系的形態就已受到其所在環境的影響


一個存在於 126億年（12.6 billion years）前的大型原星系團，最初由 在 美國 夏威夷 日本 建造 昴星團望遠鏡
（Subaru Telescope）發現，如今已由美國 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）進行了詳細觀測。

研究發現，位於密集區域的星係比位於密度較低環境的類似星系更為延展。

這項發表在《天體物理學雜誌快報》（The Astrophysical Journal Letters）上的研究表明，即使在宇宙僅有12億年
（1.2 billion years）曆史的時候，環境就已經開始影響星系的演化。


宇宙中最大的結構是如何形成的 ？
在今日的宇宙中，星系並非均勻分佈在空間中。

它們聚集在一起，形成星系群，這些星系群又構成巨大的星系團，其中包含數百甚至數千個星系。
但這些巨型結構在宇宙之初並不存在。

在早期宇宙中，密度稍高的物質區域在引力作用下逐漸成長，最後演化成星系團。這些星系團的「種子 / Seed」稱為
原星系團。

天文學家面臨的關鍵問題之一是：高密度環境何時開始影響星系的演化 ？

在現代宇宙中，星系團中的星系通常與孤立星系看起來截然不同。

它們往往質量較大，更難形成新的恆星，並且形狀更圓。這種星系的生長取決於其周圍環境的現象稱為環境效應。

然而，這種效應是否在宇宙早期就已經存在，還是僅僅在星系團完全成熟後才出現，目前尚不清楚。


在 美國 夏威夷 日本 建造 昴星團望遠鏡（Subaru Telescope）發現 洛克塔克原星系團（Loktak Protocluster）

由日本國立天文台（National Astronomical Observatory of Japan , NAOJ）天文學家等組成的國際研究團隊，利用
昴星團望遠鏡的廣角相機 Hyper Suprime-Cam（HSC）進行了大規模的天空巡天，發現了一個存在於126億年前
（12.6 billion years）的巨大原星系團。

活躍的恆星形成區年輕星系通常會發出一種特殊的光，稱為萊曼α發射（Lyman-alpha）。

這種發射是由熾熱年輕恆星的輻射激發周圍的氫氣產生的。透過這種訊號發現的星係被稱為 萊曼α發射體，它們是追蹤
早期宇宙結構的重要標記。

研究團隊使用專門調諧的濾光片來探測這種光，繪製了廣闊的天空區域，並確定了一個星系高度集中的區域。

新發現的結構被命名為 洛克塔克原星系團（Loktak Protocluster），取自印度 曼尼普爾邦（Manipur）的洛克塔克湖
（Loktak Lake）。這個名字反映了四個獨立的星系團如何連結成一個更大的結構，就像湖中漂浮的島嶼。

「原星系團是當今宇宙中最龐大結構的形成地，」論文第一作者、日本 國家天文台（NAOJ）的羅納爾多·萊什拉姆
（Ronaldo Laishram）說道，“在如此早期的宇宙中發現如此結構清晰的系統，為我們提供了一個難得的機會，去研究
環境如何影響年輕宇宙中星系的成長。”

美國 詹姆斯韋伯太空望遠鏡（JWST）揭示星系演化方式的差異
研究團隊隨後利用美國 詹姆斯韋伯太空望遠鏡（JWST）的紅外線影像，將原星系團內部的星系與同一宇宙時期
更典型環境中的星系進行了比較。

在紫外光波段（此波段可以追蹤恆星形成區域）觀測時，這兩個星系群的大小差異很小。然而，在能見度波段（此波段反映了
先前形成的恆星的整體分佈），原星系團中的星系平均比正常環境中的星系大約1.4倍。

換句話說，儘管恆星形成核心看起來相似，但星系的整體成長方式卻截然不同。這顯示星系中心的恆星形成過程大致相同，
但高密度環境中的星系更早、更迅速地建構了其外部恆星結構。


星系的命運 取決於其所處環境
這項研究結果的重要性在於，它清楚地表明，早在星系團完全形成之前，環境因素就已經開始塑造星系。

宇宙目前的年齡為 138億年（13.8 billion years），而我們觀測到的星系僅存在於大爆炸後12億年（1.2 billion years）。
即使在如此早期，星系的演化也取決於其所處環境。

這意味著星系的演化不僅取決於星係本身的質量和內部特性，而且從早期階段就受到周圍環境的影響。

這項研究表明，星系的形態不僅取決於其誕生時的物質組成，還取決於其成長的環境——而這個過程早在宇宙歷史的
最初篇章就已經開始。