美国国家航空航天局的韦伯深入研究了盘状星系的结构起源
天文学家从美国国家航空航天局詹姆斯·韦伯太空望远镜的数据中提取了111个边缘星系的样本进行分析。该团队的分析表明，厚盘首先形成，薄盘随后形成。这个过程何时发生取决于星系的质量。来源：uux.cn美国国家航空航天局、欧洲航天局、加拿大航天局、T.Tsukui（澳大利亚国立大学）。
（神秘的地球uux.cn）据美国国家航空航天局：现今的盘状星系通常包含一个厚厚的、充满恒星的外盘和一个嵌入的薄恒星盘。例如，我们银河系的厚盘大约有3000光年高，薄盘大约有1000光年厚。
这种双磁盘结构是如何以及为什么形成的？通过分析美国国家航空航天局詹姆斯·韦伯太空望远镜的多个观测项目的档案数据，一组天文学家更接近答案，也更了解盘状星系的起源。
该团队仔细识别、视觉验证和分析了111个不同时期的盘边星系的统计样本，这些星系的历史可以追溯到110亿年前（或大爆炸后约28亿年）。这是科学家们首次研究跨越如此遥远距离的厚盘和薄盘结构，弥合了探索早期宇宙的观察者和试图了解我们自己星系历史的银河系考古学家之间的差距。
该论文的第一作者、堪培拉澳大利亚国立大学的研究员Takafumi Tsukui说：“这种在高红移或早期宇宙中对圆盘厚度的独特测量，是理论研究的基准，只有韦伯才有可能做到。”。“通常，较老的厚盘状恒星是暗淡的，而年轻的薄盘状恒星比整个星系都亮。但是，凭借韦伯的分辨率和独特的能力，我们可以分辨出星系的两个盘状结构，并分别测量它们的厚度。”
通过在宇宙学时间内分析这111个目标，该团队能够研究单盘星系和双盘星系。他们的结果表明，星系首先形成厚盘，然后形成薄盘。发生这种情况的时间取决于星系的质量：大约80亿年前，高质量的单盘星系转变为两个盘结构。相比之下，低质量、单盘星系在大约40亿年前形成了它们嵌入的薄盘。
堪培拉澳大利亚国立大学该论文的合著者艾米丽·维斯诺斯基说：“这是第一次有可能在更高的红移下解析薄恒星盘。真正新颖的是发现薄恒星盘何时开始出现。”。“看到80亿年前甚至更早的薄恒星盘，令人惊讶。”
为了解释这种从单一厚盘到厚薄盘的转变，以及高质量星系和低质量星系的时间差异，研究小组超越了星系样本的初始边缘，检查了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）和地面调查显示气体运动的数据。
通过考虑星系气盘的运动，研究小组发现他们的结果与“湍流气盘”情景一致，这是解释厚盘和薄盘形成过程的三个主要假设之一。在这种情况下，早期宇宙中的湍流气体盘会引发强烈的恒星形成，形成一个厚厚的恒星盘。当恒星形成时，它们会稳定气体盘，使其变得不那么湍流，从而变得更薄。
由于大质量星系可以更有效地将气体转化为恒星，因此它们比低质量星系更快地沉降，从而导致薄盘的早期形成。该团队指出，厚盘和薄盘的形成不是孤立的事件：厚盘随着星系的发展而继续增长，尽管它的增长速度比薄盘慢。
韦伯的灵敏度使天文学家能够在早期以前所未有的清晰度观测到更小、更暗的星系，类似于我们自己的星系。在这项研究中，研究小组指出，从厚盘到厚盘和薄盘的过渡期大致与银河系薄盘的形成相吻合。借助韦伯，天文学家将能够进一步研究类似银河系的祖先——在银河系之前的星系——这可能有助于解释我们银河系的形成历史。
未来，该团队打算将其他数据点纳入他们的星系边缘样本中。
Tsukui说：“虽然这项研究在结构上区分了薄盘和厚盘，但我们还想探索更多。”。“我们想添加人们通常从附近星系获得的信息类型，如恒星运动、年龄和金属丰度。通过这样做，我们可以弥合远近星系的见解，并深化我们对盘形成的理解。”
这些结果发表在《皇家天文学会月报》上。
詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的空间科学天文台。韦伯正在解开太阳系的谜团，展望其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦伯是美国国家航空航天局及其合作伙伴欧洲航天局和加拿大航天局领导的一个国际项目。
