仅仅在大爆炸12亿年后，星系就已经被其所在的地方塑造

洛克塔克原星团区。这是一张伪色合成图像，结合了哈勃太空望远镜的可见光观测与JWST的红外观测。白点标记了斯巴鲁望远镜识别的星系，橙色阴影表示星系密集区域。彩色轮廓显示星系数密度相对于当时宇宙平均值：粉色为2倍，绿色为5倍，蓝色为8倍，黑色为10倍。白色虚线勾勒出洛克塔克原星团的全部范围。红色和蓝色框中的特写图像分别展示了星系在密集环境中和典型环境中的例子。图片来源：Laishram 等/NAOJ/NASA/ESA/CSA

（神秘的地球uux.cn）据斯巴鲁望远镜：一个存在于126亿年前的大型原星系团，最初由斯巴鲁望远镜发现，已通过詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）对其进行了详细研究。研究发现，密集区域的星系比密度较低环境中的类似星系更为延展。这些发表在《天体物理学杂志快报》上的成果表明，即使在宇宙只有12亿年历史时，环境已经开始影响星系的生长方式。

在当今宇宙中，星系在空间中分布并不均匀。它们聚集成群，这些星系群形成了包含数百甚至数千个星系的巨大星系团。但这些巨型结构在宇宙起源时并不存在。

在早期宇宙中，物质在引力作用下逐渐增大，最终发展成星系团。这些星系团的“种子”被称为原星系团。

天文学家面临的一个关键问题是：密集环境何时开始影响星系的演化？

在现代宇宙中，星系团中的星系通常与孤立星系外观大不相同。它们通常质量更大，难以形成新恒星，且形状更圆润。这种现象——星系增长依赖于其周围环境——被称为环境效应。

然而，目前尚不清楚这些效应是否早在宇宙早期就已存在，还是仅在星系团完全成熟后才出现。

包括日本国立天文台（NAOJ）天文学家在内的国际研究团队利用斯巴鲁望远镜的广视场相机Hyper Suprime-Cam（HSC）进行了大规模天空巡天，发现了一个存在于126亿年前的巨大原星团。

活跃恒星形成的年轻星系通常会发出一种特殊的光，称为莱曼α发射。这种发射是当炽热年轻恒星的辐射激发周围的氢气时产生的。通过这种信号发现的星系被称为莱曼α发射体，它们是追踪早期宇宙结构的有用标志。

团队利用调校过的特殊滤光片，绘制了广阔的天空区域，并确定出星系高度集中的区域。

新发现的结构被命名为洛克塔克原星系团，以印度曼尼普尔的洛克塔克湖命名。这个名字反映了四个独立星系集中区相互连接成一个更大的结构，类似于湖中漂浮的岛屿。

NAOJ的首席作者罗纳尔多·莱什拉姆说：“原星系团是现代宇宙中最巨大结构的建造现场。”“在这个早期时代发现如此清晰组织的系统，给了我们难得的机会去研究环境如何影响年轻宇宙中的星系生长。”

随后，团队利用JWST红外图像比较了原星系团内的星系与同一宇宙时代更典型环境中的星系。

在紫外线下观测——追踪恒星形成区域——这两个星系群的大小差别不大。然而，在光学光中，追踪先前形成恒星的整体分布，原星系团中的星系平均体积约为正常环境中星系的1.4倍。

换句话说，虽然形成恒星的核心看起来相似，但整体星系的生长方式不同。这表明星系中心的恒星形成过程类似，但密集环境中的星系更早、更快速地构建了外层恒星结构。

同一时代洛克塔克原星团中心区域星系（红色）和平均环境中星系（蓝色）星系的星系大小分布。左图：紫外线测量。右：光学测量。在光学光中，密集环境中的星系更大。横轴为1的值对应于平均环境中星系的典型大小。图片来源：Laishram 等/NAOJ

这一结果的重要性在于，它清楚地表明环境效应早在星系团形成之前就已经开始塑造星系。

在宇宙当前的138亿年年龄中，这里观测到的星系仅在大爆炸后12亿年被观测到。即使在那个非常早期的时期，星系的成长方式也取决于它所居住的地点。这意味着星系演化不仅取决于星系自身的质量和内部属性，还受其早期环境的影响。

研究表明，星系的出现不仅受其出生条件影响，还受其成长环境影响——这一过程始于宇宙历史的最早篇章。

未来利用斯巴鲁望远镜的'Ōnohiʻula PFS'以及下一代广视场自适应光学系统（ULTIMATE）进行的观测，结合JWST的持续跟进，将有助于确定这种环境效应是早期宇宙中常见还是仅有于洛克塔克原星团。

Ronaldo Laishram 等，《发现 z ≃ 4.9 光α发射星系团：波长依赖环境对星系结构的影响》，《天体物理学快报》（2026）。DOI：10.3847/2041-8213/ae5824