近日，一個國際天文學家團隊宣布了一項令人矚目的成果：他們利用詹姆斯·韋布空間望遠鏡（JWST），在名為COSMOS Web的天區內，成功觀測到了迄今為止最大規模的星系群樣本。這一發現無疑為銀河系外天文學領域帶來了重大突破，為科學家們提供了前所未有的機會，以更深入地探索星系的形成與演化以及宇宙的大尺度結構。
該研究團隊通過詹姆斯·韋布空間望遠鏡的強大功能，回溯到了宇宙比現今地球年齡還小的時期，捕捉到了從大約120億年前到10億年前的珍貴圖像。這些圖像被精心整理成一份新圖像目錄，即將在《天文學與天體物理學》期刊上發表。這份目錄包含了近1700個星系群，其中一幅距離地球超過60億光年的星系團圖像，因其獨特性和重要性，被歐洲航天局（ESA）選為“本月天文圖片”。
阿爾托大學的Ghassem Gozaliasl教授領導了此次星系群探測團隊的研究工作。他興奮地表示：“我們能夠真正觀察到宇宙中最早形成的星系。詹姆斯·韋布空間望遠鏡讓我們探測到了1678個星系群或原星系團，這是迄今為止探測到的最大且最深的星系群樣本。通過這些樣本，我們可以深入研究過去120億年宇宙時間里，星系群中星系的演化過程。”
詹姆斯·韋布空間望遠鏡自2022年開始運行以來，以其卓越的分辨率和靈敏度，使天文學家能夠觀測到比以往更遠、更清晰的宇宙景象。由于光以有限的速度傳播，物體距離我們越遠，我們所看到的其圖像在時間上就越久遠。該團隊通過觀測極其微弱且遙遠的星系——這些星系比人眼能看到的亮度還要暗10億倍——成功揭示了早期宇宙中星系的模樣。
Gozaliasl教授進一步解釋說，星系群和星系團是充滿暗物質、熱氣體以及常常擁有超大質量黑洞的巨大中心星系的復雜環境。這些成分之間的復雜相互作用在塑造星系的生命周期以及推動星系群和星系團本身的演化中起著關鍵作用。通過揭示這些宇宙結構更完整的歷史，科學家們可以更好地理解這些過程是如何影響大質量星系以及宇宙中最大結構的形成和增長的。
宇宙中的星系并非均勻分布，而是聚集在由纖維和墻壁連接的密集區域，形成了一種被稱為宇宙網的巨大結構。大多數星系都存在于包含三到幾十個星系的星系群中，或者存在于更大的星系團中。這些星系團可能包含數百甚至數千個被引力束縛在一起的星系。我們所在的銀河系就屬于一個名為本星系群的小型星系群，其中還包括仙女座星系以及數十個較小的星系。
Gozaliasl教授用了一個生動的比喻來形容星系群和星系團的重要性：“就像人類一樣，星系也會聚集在一起形成‘家族’。星系群和星系團內部的星系可以相互作用并合并，從而導致星系結構和形態的轉變。研究這些環境還有助于我們理解暗物質的作用、超大質量黑洞的反饋以及填充星系間空間的熱氣體的熱歷史。”
由于新的目錄涵蓋了從10億年前到120億年前的觀測數據，科學家們得以將宇宙中最早的結構與相對較現代的結構進行比較，從而更深入地了解星系群及其演化過程。研究星系群的歷史還有助于天文學家理解位于其中心的巨大、最亮的星系（BGGs）是如何通過反復合并形成的。這一領域也是Gozaliasl教授近期多篇論文深入探討的焦點。
Gozaliasl教授在談到這一發現時表示：“當我們深入觀測宇宙深處時，會發現星系的形狀更加不規則，并且正在形成大量恒星。而接近我們所處的時代時，恒星形成逐漸減緩，星系的結構也變得更加對稱，如橢圓形或螺旋形星系。看到星系形狀在宇宙時間中的變化，這非常令人興奮。我們可以開始解答許多關于宇宙中發生了什么以及星系是如何演化的問題。”
