發(fā)現(xiàn)9個(gè)難以歸類的天體

在動(dòng)物界里，鴨嘴獸被視為是最離奇、最怪異的發(fā)現(xiàn)之一——它會(huì)下蛋，卻又是一種哺乳動(dòng)物；它長(zhǎng)著鴨子的喙，卻有著海貍的尾巴……鴨嘴獸同時(shí)具備許多特性，人類用了很長(zhǎng)時(shí)間才得以逐步理解它的進(jìn)化和存在。

最近，一個(gè)天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)在梳理了韋布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）的一整組海量數(shù)據(jù)后，遇到了一個(gè)類似的情形——他們識(shí)別出了9個(gè)具有此前從未見過(guò)的特征組合的天體，無(wú)法被歸入任何一種已知的天體類別。

由于這些天體把一些通常不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)的特征混在了一起，研究人員就借用了鴨嘴獸給它們起了個(gè)外號(hào)，稱為“鴨嘴獸星系”。

點(diǎn)源之謎

在新的研究中，研究團(tuán)隊(duì)在JWST的多項(xiàng)巡天中的2000個(gè)源逐步篩選，最終識(shí)別出9個(gè)神秘的具有點(diǎn)狀特征的點(diǎn)源。通常，擁有這種特征的天體會(huì)被歸入為恒星或類星體。

圖中方框顯示了9個(gè)“鴨嘴獸”天體里的4個(gè)的局部放大圖。總體而言，這九個(gè)天體呈現(xiàn)出一套“拼雜”的性質(zhì)組合，無(wú)法被干凈利落地歸入任何單一類別。使它們與眾不同的一項(xiàng)關(guān)鍵特征是它們呈現(xiàn)出點(diǎn)狀外觀——即便對(duì)JWST這樣能夠捕捉到極其豐富細(xì)節(jié)的望遠(yuǎn)鏡而言也是如此。（圖/NASA, ESA, CSA, Steve Finkelstein (UT Austin); Image Processing: Alyssa Pagan (STScI)）

但是，通過(guò)測(cè)量這9個(gè)“鴨嘴獸”天體的紅移，研究人員發(fā)現(xiàn)這些光來(lái)自宇宙年齡只有12億到18億年之時(shí)——這早已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了能夠分辨單顆恒星的距離極限。因而排除了它們是恒星的可能性。

那么，這九個(gè)“鴨嘴獸”天體會(huì)是類星體嗎？類星體是由超大質(zhì)量黑洞驅(qū)動(dòng)、位于遙遠(yuǎn)星系中心的明亮核心，是另一類往往呈點(diǎn)狀的天體。對(duì)于典型類星體而言，其標(biāo)志性的光譜發(fā)射線的峰值看起來(lái)像“山丘”，底部很寬，這表明在其超大質(zhì)量黑洞周圍盤旋的氣體速度極高。然而，當(dāng)研究團(tuán)隊(duì)對(duì)“鴨嘴獸”天體進(jìn)行光譜學(xué)分析時(shí)，卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何寬發(fā)射線，只有窄發(fā)射線——這是一種表明存在活躍的恒星形成的明顯信號(hào)，而這種信號(hào)通常見于星系之中。

這幅圖展示了一個(gè)小樣本星系中引起研究人員注意的光譜特征：發(fā)射線峰值異常狹窄；此處以星系CEERS 4233-42232為代表。通常，遙遠(yuǎn)的點(diǎn)狀光源多為類星體，但類星體的光譜形狀要寬得多。（圖/NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)）

不像星系的星系？

在確認(rèn)了這些天體不符合類星體的定義后，研究人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，以查看其中是否存在恒星形成星系的特征信號(hào)。從目前掌握的低分辨率光譜來(lái)看，研究人員無(wú)法排除這9個(gè)“鴨嘴獸”天體是產(chǎn)星星系的可能性。

表面上看，這種判斷似乎與“點(diǎn)源”特征不太一致。因?yàn)榧词乖跇O高的紅移下，星系通常仍會(huì)呈現(xiàn)為擴(kuò)展的天體——這與點(diǎn)源不符。但是，目前天文學(xué)家最熟悉的星系，往往是那些出現(xiàn)在宇宙演化晚期的星系——那時(shí)已經(jīng)過(guò)去了數(shù)十億年，并且在它們內(nèi)部早已經(jīng)歷過(guò)許多代恒星的形成。而我們?nèi)缃衲軌蛴^測(cè)到的那些現(xiàn)代的、已“長(zhǎng)大”的星系，必定曾經(jīng)有過(guò)一個(gè)時(shí)刻——它們第一次開始形成恒星。這些“鴨嘴獸”天體仍有可能正是這樣的例子。

星系如何開始？

研究人員表示，這項(xiàng)新研究把一個(gè)問(wèn)題擺在我們面前，即星系形成的過(guò)程最初是如何開始的？目前，天文學(xué)界普遍接受的觀點(diǎn)是，像銀河系這樣巨大而高質(zhì)量的星系，是由許多更小的星系不斷并合生長(zhǎng)而來(lái)。而這又讓天文學(xué)家產(chǎn)生了一個(gè)疑問(wèn)：在“小星系”之前又是什么？

為了著手回答這些問(wèn)題，同時(shí)進(jìn)一步識(shí)別這些神秘“鴨嘴獸”天體的本質(zhì)，研究團(tuán)隊(duì)表示，他們需要遠(yuǎn)多于9個(gè)的大樣本來(lái)分析，并且需要更高分辨率的光譜數(shù)據(jù)。他們強(qiáng)調(diào)，這9個(gè)天體并不是研究的焦點(diǎn)，它們只是出現(xiàn)在了JWST大范圍巡天的背景之中。現(xiàn)在，該去思考的是這意味著什么，以及應(yīng)該如何利用JWST的能力去了解更多。

#參考來(lái)源：

https://science.nasa.gov/missions/webb/scientists-identify-astronomys-platypus-with-nasas-webb-telescope/

https://showme.missouri.edu/2026/scientists-discover-platypus-galaxies-in-the-early-universe/

https://bigthink.com/starts-with-a-bang/jwst-nine-objects-platypus/

#圖片來(lái)源：

封面圖&首圖：NASA/STScI/CEERS/TACC/S. Finkelstein/M. Bagley/R. Larson/Z. Levay; modifications by E. Siegel