我国科学家携手国际团队揭秘遥远星暴星系核球原位形成奥秘

在浩瀚的宇宙中，星系以其独特的形态展现着宇宙的多样性。盘状旋涡星系以其优雅的旋臂结构吸引着人们的目光，而椭圆星系则以其近圆形或椭圆形的外貌和中心明亮的特征著称。然而，无论形态如何，大多数星系的中心都隐藏着一个共同的秘密——核球。核球与盘的比例，成为了决定星系整体形态的关键因素。

长久以来，科学家们对星系核球结构的形成机制充满好奇。是通过星系间的并合碰撞形成，还是星系自身演化的结果？传统理论倾向于前者，但观测验证却一直是科学界的难题。此次合作项目的研究，正是为了揭开这一谜团。

研究团队利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波干涉阵（ALMA）的高空间分辨率和高灵敏度数据，深入探索了一批亚毫米波辐射极为明亮的早期宇宙大质量星暴星系。这些星系的红移可追溯至“宇宙正午”时代，即距今约80至120亿年前，当时宇宙正经历着大规模的恒星形成活动。

通过统计分析，研究团队发现这些星系的亚毫米波辐射极为紧凑，其面亮度轮廓明显偏离了盘状星系光强度的典型指数盘模型分布。这一发现表明，这些星系的核心区域可能已经形成了类似核球的结构。进一步对星系几何形状的详细分析，更是为这一结论提供了确凿的证据。大多数星系呈现出三轴椭球形的几何形状，而非传统认为的扁平盘状结构。

研究还发现，这些星系的最短轴与最长轴之比约为1/2，且随着星系内部恒星形成活跃程度的增加而变大。这一趋势表明，早期宇宙星暴星系中极端活跃的恒星形成活动，可能导致了星系中心区域恒星质量的快速积累，进而促进了原位核球结构的形成。

为了验证这一结论，研究团队还采用了先进的宇宙流体动力学模拟。模拟结果显示，早期宇宙中普遍存在的冷气体吸积流入和星系相互作用所触发的剧烈恒星形成活动，很可能是导致这些星系原位核球结构形成的主要原因。这一发现不仅挑战了传统星系形成理论，也为理解大多数星系核球结构的形成提供了新线索。