史上最强扣篮

宇宙有星系盤星系通常含一個厚實且充滿恆星的韋伯望遠外盤與一個內嵌薄盤。如銀河系，鏡深結構厚盤為 3,入探000 光年高，薄盤約 1,索星000 光年厚。

這種雙重結構如何形成？系雙又是為何形成？形成順序是什麼？分析NASA詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡（JWST）多項觀測計畫資料，一組天文學家更接近這些問題的重盤史上最强扣篮解答，並理解星系盤狀結構起源。起源團隊精心辨識目視確認並分析一組統計樣本，韋伯望遠涵蓋111個以側面角度觀察的鏡深結構星系，觀測時期橫跨宇宙至今約110億年（約大爆炸後28億年）。入探有了韋伯解析度與能穿透塵埃、索星突顯黯淡古老恆星的系雙能力，科學家能辨識星系的重盤0.1秒詹姆斯三分绝杀雙重盤結構，並分別測量厚度。起源這是韋伯望遠首次如此遙遠觀測厚度不同的盤面結構，彌補早期宇宙與探索我們銀河歷史的「銀河考古學」之間空白。

分析111個觀測目標隨宇宙時間演化，團隊指出：星系會先形成厚盤，再形成薄盤。0.3秒绝杀规则過程發生時間與星系質量有關，高質量單盤星系約80億年前轉變為雙盤結構；相對地，低質量的單盤星系則在較晚時期（約40億年前）才形成內嵌薄盤。

▲ 天文學家用NASA詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡的資料分析111個側面觀測的星系樣本。分析顯示，厚盤會先形成，接著才是薄盤。這個過程何時發生，取決於星系質量。（Source：NASA / ESA / CSA / T. Tsukui (Australian National University)）

為了說明星系從單一厚盤過渡到厚盤與薄盤並存的結構，以及高質量與低質量星系之間在這過渡的時序差異，團隊除了初步分析的側面觀察星系樣本，也檢視ALMA及地面觀測計畫所提供的氣體動態資料。考量星系氣體盤運動，團隊發現結果與「氣體盤湍流理論」（turbulent gas disk）一致，這是目前解釋厚盤與薄盤形成過程的三大假說之一。根據此假說，早期宇宙氣體盤處於劇烈湍流狀態，引發強烈的恆星誕生活動，進而形成厚盤。恆星形成後，氣體盤逐漸穩定，湍流減弱，因此盤面更薄。由於高質量星系更有效率將氣體轉化為恆星，比低質量星系更早趨於穩定，因此更早形成薄盤。團隊指出，厚盤與薄盤形成並非彼此獨立事件：厚盤會隨著星系演化持續增長，雖然增長速度不如薄盤快速。

韋伯望遠鏡使天文學家首度能在早期宇宙清晰觀測到較小較暗星系，與銀河系有相似之處。團隊指出從厚盤過渡到雙重盤的時期與銀河系薄盤的形成時期大致重疊。有了韋伯望遠鏡，天文學家能更深入探查與銀河系相似的前身星系，解釋家園形成歷史。將來團隊計畫將更多數據納入側面星系樣本。

論文6月26日發表於《皇家天文學會月報》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）。

• NASA’s Webb Digs into Structural Origins of Disk Galaxies

（本文由 台北天文館 授權轉載；首圖來源：NASA/ESA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA), 公共領域, via Wikimedia Commons）

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