韋伯望遠鏡揭密：銀河系「雙胞胎」閃耀宇宙黎明

美國國家航空暨太空總署（NASA）的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）近期發現了一個名為「螢火蟲閃光」（Firefly Sparkle）的年輕星系，這個星系可能與銀河系在早期形成階段極為相似。這項突破性的發現，得益於韋伯望遠鏡的卓越解析度與重力透鏡效應，揭示了10個璀璨的星團，這些星團未來可能演化成球狀星團。這項研究為星系形成提供了關鍵線索，表明星系不僅透過內部成長，也可能透過碰撞來擴張。

韋伯望遠鏡偵測並測量了這個距離我們極其遙遠的星系質量，它存在於大爆炸（Big Bang）後僅6億年的宇宙初期。這個新發現的「螢火蟲閃光」星系，可能正是銀河系在形成初期的模樣。星系中點綴著十個明亮的星團，這些星團可能為早期星系的形成提供重要線索。科學家認為，星系最初可能是由分散的星團組成，其中一些最終演化成我們今天所見的球狀星團。

這項研究成果發表於《自然》（Nature）期刊，由前多倫多大學鄧拉普研究所（Dunlap Institute）博士後研究員拉米亞·莫拉（Lamiya Mowla）和卡爾泰克·艾耶（Kartheik Iyer）主導。莫拉現任麻省韋爾斯利學院（Wellesley College）助理教授，艾耶則是紐約哥倫比亞大學（Columbia University）的NASA哈勃研究員。此外，多倫多大學天文與天體物理學系主任羅伯託·亞伯拉罕（Roberto Abraham）教授也參與了這項研究，他是加拿大NIRISS無偏見星團調查（CANUCS）團隊的成員，該團隊在此次發現中扮演了關鍵角色。

亞伯拉罕在接受訪問時分享了這項發現對宇宙早期星系的啟示：「韋伯望遠鏡的解析度與靈敏度讓我們能夠以清晰的細節研究極其遙遠的天體，例如最初吸引我們注意的『螢火蟲閃光』星系中的閃亮星團。此外，我們還能利用重力透鏡效應進行放大，這就像是一個巨大的放大鏡，讓我們能夠更深入地觀察這個星系。」

透過韋伯望遠鏡的影像與資料，研究人員得出結論：「螢火蟲閃光」星系的質量與銀河系在形成初期的質量相當。瞭解這個星系的重量為何重要？這讓我們得以一窺宇宙初期年輕星系的質量。今天的星系質量遠比當時大得多，而韋伯望遠鏡讓我們能夠更深入地瞭解這些星系是如何成長並累積如此多的恆星。

2022年，CANUCS團隊曾利用韋伯望遠鏡發現了迄今為止最遙遠的球狀星團，並將其命名為「閃光者星系」（Sparkler galaxy）。這項新發現如何建立在之前的基礎上？亞伯拉罕解釋：「我們在2022年研究的『閃光者星系』中的光點，其光線發出時已有40億年歷史，與當時的宇宙年齡相近。而90億年後的今天，我們已經知道它們演化成了現代的球狀星團。然而，『螢火蟲閃光』星系更接近星系成長的起點，因此我們無法百分之百確定這些光點最終會演化成什麼。」

展望未來，亞伯拉罕興奮地表示：「韋伯望遠鏡帶來的資料與影像讓我充滿了喜悅，感覺宇宙正在向我們揭示一些重大的秘密，而我們很幸運能活在這個時代。接下來，我們需要找到更多類似『閃光者』與『螢火蟲閃光』的系統，以確認這些光點確實是非常年輕的球狀星團。這是一個令人驚嘆的起點，加拿大在星系形成與球狀星團研究方面有著悠久的歷史，我期待我們能繼續在這條道路上邁進。」

參考文獻： Lamiya Mowla, Kartheik Iyer等，《Formation of a low-mass galaxy from star clusters in a 600-million-year-old Universe》，《Nature》，2024年12月11日，DOI: 10.1038/s41586-024-08293-0