天文学家借助詹姆斯·韦布空间望远镜取得了一项突破性发现:在红移4.055的GN20星系中,首次直接探测到与银河系类似的恒星棒结构。这一发现不仅刷新了人类对早期星系演化的认知,更挑战了现有理论中关于恒星棒形成时间的共识。
GN20星系诞生于宇宙大爆炸后约15亿年,是一个质量巨大、气体含量极高且被尘埃包裹的原始星系。恒星棒作为横穿星系中心的长条状恒星结构,通常被认为需要数十亿年才能形成——它通过引力作用将气体拉向星系核心,在近邻宇宙中极为常见。然而,莱顿大学莱因德特·A·布加德团队利用韦布望远镜的中红外与近红外仪器穿透尘埃屏障后,却在这个早期星系中发现了端到端长约7千秒差距(约3261光年)的强恒星棒。
研究团队通过等光度线分析技术,测量了星系亮度从中心向外的拉伸与旋转特征,最终确认了这一结构的存在。观测数据显示,GN20的恒星形成活动集中在两个区域:南侧恒星棒与外盘交汇处因气体堆积引发剧烈恒星诞生;中心区域则因恒星棒输送物质触发核星暴,可能正在为超大质量黑洞提供"燃料"。
这一发现直接挑战了三个传统理论假设:首先,强恒星棒可能通过自身引力坍缩快速形成;其次,7千秒差距的尺度按常规模型需要数十亿年生长;更重要的是,高气体比例本应抑制恒星棒的形成过程。论文特别指出,GN20是首个经确认拥有丰富气体储量且存在恒星棒的早期星系,其存在表明早期宇宙中的星系演化机制可能比此前认为的更为复杂。
该研究成果已于2026年5月14日提交至arXiv预印本平台。研究人员强调,GN20的发现为理解星系早期结构形成提供了关键样本,尤其是关于气体动力学与恒星棒相互作用的研究,或将推动修订现有星系演化模型。






