发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　在距离我们5600万光年处的一个星系NGC 4632，它被一个巨大的气体环环绕着，而该环与星系平面的角度格格不入，是以高倾角的形式环绕着星系，那为何我们现在才发现呢？这是因为观测波段的缘故，它在大多数的电磁波波段中根本看不见，只有使用无线电波望远镜盯着它才能发现它的踪影。

　　此一发现显示NGC 4632可能是极罕见的「极环星系」，但也许它们并没那么罕见，只是我们使用了错误的方法看它们罢了。过往的研究显示，大约1%~3%的星系可能有极环，但实际的观测资料却少得多，虽然这不是天文学家第一次见到极环星系，但NGC 4632是首次用ASKAP（澳大利亚平方公里阵列探路者）看见的极环星系，这是一座位于西澳大利亚沙漠的无线电波望远镜阵列，未来可能会发现更多，目前还不清楚它们的形成机制，但有两个预选可能方案。

图说：NGC 4632，右图为可见光影像，左图为ASKAP所拍摄的无线电波影像，可以发现多了一个极环。

　　第一种是物质沿着宇宙网穿过星系际空间，进入星系的引力掌控范围而成为星系的一部分；第二种是比较普遍的解释，认为极环是由另一个星系的引力拉扯内部物质，该星系与其它星系交互作用而产生的。这些所看见的极环星系往往是透镜状或椭圆星系，并没有像银河系这样清晰的旋臂存在，光学观测显示，在我们附近的透镜星系中仅有0.5%存在极环，但宇宙中还有很多东西比我们有限的人眼所见要多得多。

　　本次观测的星系NGC 4632原先并没有预期到会有极环，它只是刚好在「广视场ASKAP L-波段全天域盲测」任务中发现，研究团队使用ASKAP观测，原订目标是调查南天中成千上万的星系，以便于绘制它们的气体分布。而在第一次观测中扫描的600个星系中就有两个极环星系，另一个是NGC 6156。

　　研究团队希望在未来的几年里，他们能够利用ASKAP搜寻20多万个富含氢的星系，并找出那些较不寻常的星系，虽然NGC 4632及NGC 6156并未告诉我们极环的形成机制，而且NGC 6156是一个极环螺旋星系，这与过往的椭圆或透镜星系形成的机制可能有所不同，不论是从星系间交互作用而来，抑或是宇宙网中的气体吸积而成，都将为星系的形成及演化提供进一步的线索，该论文发表于《皇家天文学会月报》上。（编译/台北天文馆技佐许晋翊）

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　韦伯太空望远镜捕捉到了NGC 5068惊人的影像，NGC 5068又称为ESO 576-29、LEDA 46400或UGCA 345，其直径超过45,000光年，距离我们约2,200万光年，位于室女座，是一个正面朝向我们的棒旋星系，由威廉·赫歇尔所发现。

图说：NGC 5068由韦伯MIRI和NIRCam所拍摄的合成图。图片来源：NASA / ESA / CSA / Webb / J. Lee / PHANGS-JWST Team

　　韦伯的天文学家表示在NGC 5068中心明亮的恒星形成区域之影像，是建立天文宝库活动的一部分，是附近星系中恒星形成的观测资料库。这些观测结果对我们特别有价值的原因有二，其一是因为恒星的形成是天文学中许多领域的基础，从恒星之间稀薄等离子体的物理学到整个星系的演化。透过观察附近星系中恒星的形成，天文学家希望使用韦伯第一批可用数据来启动重大科学进展。其二是韦伯的观测建立在使用其他望远镜如哈勃太空望远镜和地面天文台的研究之上。天文学家使用韦伯的中红外成像-光谱仪（MIRI）和近红外相机（NIRCam）来观察NGC 5068及其附近18个恒星形成星系的影像，将这些图像与1万个来自哈勃望远镜的星团影像、2万个甚大望远镜（VLT）恒星形成发射星云的光谱图，以及12,000个来自阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列（ALMA）暗且致密的分子云观测结果识别。这些观测跨越了电磁波谱，为天文学家提供了前所未有的机会来拼凑恒星形成的细节。

　　韦伯的优势能够看透包裹着新生恒星的气体和尘埃而进行观察，因此适合探索支配恒星形成的过程。恒星和行星系统诞生于旋转的气体和尘埃云中，但这些气体和尘埃对哈勃或是VLT等可见光天文台来说却是不透明无法穿透的。而韦伯的这两台仪器在红外波长下的敏锐视野，使让我们能够直接看到NGC 5068中巨大的尘埃云，并捕捉到其恒星形成的过程。（编译/台北天文馆赵瑞青）

图说：这张NGC 5068由韦伯太空望远镜MIRI拍摄，其尘埃结构和包含新形成星团的发光气体气泡特别明显。图片来源：NASA / ESA / CSA / Webb / J. Lee / PHANGS-JWST Team

图说：这张NGC 5068由韦伯太空望远镜NIRCam拍摄，此星系被大量的恒星群所包围，其中最密集的是沿着其明亮的中央棒状，以及被内部年轻恒星照亮的红色气体云。图片来源：NASA / ESA / CSA / Webb / J. Lee / PHANGS-JWST Team

资料来源：SCI NEWS

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　一项新研究宣称，詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了迄今观测到的四个最遥远的星系，其中一个在宇宙大霹雳后仅3.2亿年就形成，当时宇宙还处于婴儿时期。

图说：有史以来观测到的四个最遥远的星系（Robertson等人，Nature Astronomy，2023年）。

　　自从去年投入使用以来，韦伯太空望远镜已经带来了大量的科学发现，由于可以更深入观察宇宙的遥远区域。当来自最遥远星系的光到达地球时，它的波长已经被宇宙的膨胀拉伸，并转移到光谱的红外光区域。韦伯太空望远镜的NIRCam仪器具有前所未有的探测红外光的能力，使其能够快速发现从未见过的星系，其中一些可能会重塑天文学家对早期宇宙的理解。

　　在《自然·天文学》期刊上发表的两项研究中，天文学家已经明确探测到有史以来最遥远的四个星系。这些星系可以追溯到130亿年前宇宙大霹雳后的3亿到5亿年之间，当时宇宙的年龄仅为目前年龄的2%。意味着这些星系来自所谓的「再电离时期」（the epoch of reionization），据信这是第一批恒星出现的时期，这个时期是紧接在宇宙大霹雳后的宇宙黑暗时期。

　　巴黎天体物理研究所的研究员也是这两项新研究的共同作者Stephane Charlot指出，最遥远的星系（jade-gs-z13-0）在宇宙大霹雳后3.2亿年形成，这是天文学家观测到的最远距离。此外，还证实了jade-gs-z10-0的存在，可以追溯到宇宙大霹雳后的4.5亿年，此星系之前也曾被哈勃太空望远镜发现。这四个星系的质量都非常低，大约只有1亿个太阳质量。相较之下，银河系的质量约是太阳的1.5兆倍。他补充说，这些星系金属含量非常低。这和宇宙学的标准模型是一致的，该模型认为离宇宙大霹雳越近，金属所能形成的时间就越短。（编译/台北天文馆吴典谚）

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　由爱丁堡大学所领导的研究团队使用韦伯太空望远镜在250亿光年外发现了一个巨大、稠密的星系。这个名为GS-9209的星系形成于大爆炸后的6~8亿年，是迄今为止发现最早的静谧星系（quiescent galaxy）。

图说：韦伯太空望远镜所拍摄的GS-9209。图片来源：Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06158-6

　　GS-9209最初由爱丁堡大学博士生于2004年所发现，它虽然比银河系小10倍左右，但它所拥有的恒星数量却与银河系相当。其总质量约是太阳的400亿倍，并且是在GS-9209恒星停止形成之前迅速形成。GS-9209是目前已知最早不再形成恒星的星系，称之为静谧星系。当研究团队在大爆炸后12.5亿年观察到它时，该星系已经约有50亿年没有新恒星形成了。经分析显示GS-9209的中心有一个超大质量黑洞，而这个黑洞比拥有同样恒星数量的星系所预期的黑洞还要大上5倍。这个发现可以解释为什么GS-9209停止形成新的恒星，因为超大质量黑洞的成长会释出大量的高能辐射，这些辐射会升温并将气体推出星系，而这可能就是导致GS-9209中的恒星形成停止的原因，因为新生恒星形成于当星系内部的尘埃云和气体粒子在自身重力作用下坍塌并升温时。

　　韦伯太空望远镜已经证明在宇宙史的第一个十亿年里，星系比我们想像的更早、更大，这项工作让我们第一次真正了解这些早期星系的特性，并详细描绘GS-9209的历史。它在大爆炸后短短的8亿年内，就形成了与我们银河系一样多的恒星，并且在这个星系中还看到了一个非常大的黑洞，这是一个大惊喜，因为它为早期星系中恒星停止形成提供了支持的论点。相关研究成果发表于《Nature》期刊上。（编译/台北天文馆赵瑞青）

资料来源：Phys.org

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　3C 297距离我们约92亿光年，位于室女座，它拥有一个类星体、活跃星系核，还有一个超大质量黑洞在星系中心吸入气体并发出强大的物质喷流，以上环境显示3C 297具有星系团的主要特征，这些巨大的结构通常包含数百甚至数千个星系，但这个星系却是孤立的。即我们预计至少会看到十几个与银河系大小差不多的星系，但只看到了一个，钱卓拉X射线天文台和双子星天文台一起得出的结果可能会突破天文学家对星系在早期宇宙中生长速度的限制。

　　研究团队在钱卓拉X射线数据中，看到了星系团的两个关键特征。首先，X射线数据显示，这个孤独的星系被大量的气体所包围，其温度高达数千万度，这在星系团中很常见。其次，超大质量黑洞的喷流在大约14万光年外产生了强烈的X射线源，这表示它已经进入了该星系周围的气体。之前在Karl G. Jansky甚大天线阵（VLA）数据中报道过，3C 297星系团的第三个特征是其中一个无线电喷流是弯曲的，这表示它与周围环境发生了交互作用。

图说：3C 297及其环境的X射线、无线电和光学合成影像。紫色：钱卓拉、红色：VLA、绿色：双子星、蓝色：哈勃可见光、橙色：哈勃红外数据。图片来源：NASA / CXC / University of Torino / Missaglia et al. / ESA / STScI & International Gemini Observatory / NOIRLab / NSF / AURA / NRAO / AUI / NSF

　　但来自双子星天文台的新数据显示，在光学影像中出现在3C 297附近的19个星系，只是在二维平面中接近3C 297，但实际上它们与3C 297的距离相差甚远，这个奇特的类星体星系确实是孤独的。原本应该在其中的所有星系到底发生了什么？研究团队认为可能来自于一个大星系的引力，加上星系之间的相互作用太强，导致它们与大星系合并。因此，研究人员认为3C 297不再是一个星系团，而是一个化石星系群（fossil group），这是巨型星系团合并的结果。

　　虽然之前已经发现许多其他的化石星系群，但3C 297是迄今发现最早的化石星系群，要解释宇宙如何在大爆炸后仅46亿年就能创造出这个系统深具挑战，这并没有打破我们对宇宙学的看法，但它推动了星系和星系团形成速度的极限，需要重新思考星系团的完全合并是如何展开的。相关研究成果发表于《The Astrophysical Journal》期刊上。（编译/台北天文馆赵瑞青）

资料来源：SCI NEWS

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　来自COSMOS-Web计划的天文学家发布由韦伯太空望远镜上的近红外相机 （NIRCam）和中红外成像——光谱仪（MIRI）在2023年1月上旬所拍摄的影像。COSMOS-Web目的在绘制宇宙最早的结构图，并将对多达一百万个星系进行广泛而深入的调查。在255个小时的观测时间里，将使用NIRCam绘制0.6平方度的天空，大约相当于3个满月的大小，及使用MIRI绘製0.2平方度。COSMOS-Web计划有3个主要科学目标：

　　(i) 进一步了解大爆炸后约20万年至10亿年的再电离时代。
　　(ii) 识别和描述最初20亿年早期大质量星系的特征。
　　(iii) 研究暗物质如何随着星系的恒星成分演化。

图说：COSMOS-Web NIRCam观测第一个时期于2023年1月5日至6日拍摄的影像。图片来源：COSMOS-Web / Casey et al. / RIT / UT Austin / IAP / CANDIDE

　　COSMOS-Web是韦伯在其第一年所观测到最广泛的区域，与哈勃太空望远镜和史匹哲太空望远镜等其他天文台之前所拍摄的影像相比，在在显示令人难以置信的细节。COSMOS-Web的第一张快照包含了约25,000个星系，这数字比哈勃深领域（Hubble Ultra Deep Field，HUDF）中的星系还要多许多，但这仅仅是我们欲获得完整调查数据中的4%，当整个完成后，这片深场将大得惊人，并且美不胜收。韦伯将在4月和5月拍摄77个点，这大约占整个区域的一半，其余69个点计划于2023年12月和2024年1月进行。研究人员表示根据迄今所获得最好的影像，认为这些是致密物体，而韦伯的观测能够将这些物体分解成多个组成部分，在某些情况下甚至可以揭示这些河外源的复杂形态。相关研究成果将发表于《Astrophysical Journal》期刊上。（编译/台北天文馆赵瑞青）

资料来源：SCI NEWS

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　由达特茅斯学院天文学教授领导的团队，在一个与银河系大小相当的星系周围，首次发现了3个超微弱矮星系（ultra-faint dwarf galaxies），它们被认为是本星系群之外所发现最微弱的星系之一。新发现的星系距地球约1,140万光年，估计约有120亿年的历史，其中几乎所有的恒星都是在早期宇宙中形成的。这些星系是由位于智利的麦哲伦望远镜观测确定，之后透过哈勃太空望远镜更深入的观测加以确认。

图说：图中是3个星系之一Scl-MM-dw5，它的恒星聚集在中心位置。图片来源：NASA, HST-GO-15938, PI: Mutlu-Pakdil

　　这些星系是首次在一个质量与银河系相当的螺旋星系周围发现的超微弱矮星系，该星系围绕着一个名为玉夫座星系（NGC 253）运行，然而，它们的特征与本星系群内的超微弱矮星系一致，这将有助于科学家建立更准确的超微弱矮星系模型。研究人员表示大多已知的超微弱矮星系都在本星系群内，但不同的环境将会对它们的形成和演化有所影响。想要进一步地了解本星系群以外的微弱星系，并更强有力地限制超暗矮星系的统计，需要在本地环境之外发现更多的超微弱矮星系，并对其进行详细研究，才能了解本星系群内的超微弱矮星系是典型的还是不寻常的。

　　超微弱矮星系是已知亮度最低、化学演化最少的星系，然而，它们也最受暗物质所支配。暗物质被认为是构成宇宙大部分的神秘物质形式，因此天文学家认为超微弱矮星系是早期宇宙的原始化石，可以为研究宇宙的组成及其第一个星系的形成提供最佳机会。矮星系是大型星系的基石，而超微弱矮星系是研究最小尺度星系形成和了解最小的暗物质团块如何充满恒星并变成星系的最佳场所。确定银河系附近已知存在的最微弱星系，将得以帮助研究人员创建宇宙最早星系形成的通用模型。

　　相关研究成果将发表于《The Astrophysical Journal》期刊上。（编译/台北天文馆赵瑞青）

资料来源：SciTech Daily

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　来自哈勃太空望远镜一张惊人的图片显示三个星系正在走向碰撞和合并。虽然宇宙中星系彼此碰撞相当常见，但这次却很罕见，因为这三个星系中的每一个目前都处于孕育新星的阶段。

图说：哈勃太空望远镜拍摄的牧夫座中的三个星系正走向碰撞。（图片来源：ESA/Hubble & NASA，M. Sun）

　　这三个星系位于牧夫座中，最终将合并成一个大星系。在此过程中，由于他们之间引力的相互作用，将使得目前看到的螺旋状结构消失。

　　他们被统称为SDSSCGB 10189星系，彼此之间的距离只有5万光年。虽然这看起来是一个相当够远的距离，没有太多碰撞的危险，但从宇宙的角度来看，实际上非常近，因为离我们银河系最近的仙女座星系，距离地球超过250万光年远。

　　这张照片来自于一项观测研究，旨在帮助天文学家了解宇宙中范围最大、质量最大的星系起源，这些星系被称为最亮星系团（Brightest Cluster Galaxies，BCGs）。天文学家怀疑，BCGs可能是由像SDSSCGB 10189星系中富含气体的大型星系合并形成的。

　　关于BCGs是在宇宙138亿年的历史中什么时候形成的，目前仍存在争议。一些天文学家认为，这些巨大的明亮星系形成于宇宙的早期阶段，约宇宙诞生后的25亿年，另一些人则认为BCGs至今仍在形成和发展。SDSSCGB 10189的合并可能会导致BCG的诞生，期望能揭示这些巨大明亮的星系是如何及何时形成的谜团。（编译/台北天文馆吴典谚）

资料来源：NASA

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　一个国际天文研究团队使用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）发现了一个新的静谧星系（quiescent galaxy），并命名为 JADES-GS+53.15508-27.80178（简称JADES-GS-z7-01-QU），此星系质量相对较低且处于高红移状态。本研究已于2023年2月27日在预印本服务器arXiv上发表。

图说：JADES-GS-z7-01-QU的NIRSpec R100棱镜光谱。图片来源：Looser等人，2023年。

　　许多大质量星系是呈现不活跃、静止的状态，因此即使在高红移的情况下也几乎没有恒星形成的迹象。到目前为止，只有极少数由光谱证实的高红移（高达5.0的红移）静谧星系被探测到。发现这种类型的新星系对天文学家非常重要，可以更加了解早期宇宙中的星系是如何形成、演化并最终变得静谧的。

　　由英国剑桥大学的Tobias J. Looser领导的研究小组使用JWST的近红外相机 （NIRCam）探测到一个红移7.3的星系，当时宇宙只有7亿年，大约是现在年龄的5%。

　　JADES-GS-z7-01-QU于2010年首次被确认为莱曼断裂星系（Lyman break galaxy）。而新的NIRCam数据显示，大约在1,000万到2,000万年前，它是一个静谧的星系，经历了短暂而强烈的恒星形成爆发，然后迅速熄灭。特别是，恒星形成率（SFR）在大约8,000万年前显著增加，持续大约5,000万年最后一次爆发之后，星系在短时间内静止下来。结果表明，其完全没有星云发射线，而巴耳末断裂（Balmer break）和莱曼-α（Lyman-alpha）下降被清楚地检测到，这些发现证实了它是一个最近停止形成恒星的星系。

　　该论文的作者指出，他们的发现证明了JWST对于高红移静谧星系的探测和研究有多么重要。（编译/台北天文馆吴典谚）

资料来源：Phys.org