位于数十亿光年之外的“宇宙猫头鹰”，是詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）发现的一对正在碰撞的环状星系。它也是研究星系如何演化的“一个绝佳的自然实验室”。

呜呼呼呼！那是谁？那是“宇宙猫头鹰”！ —— 詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）的最新奇异发现。

一项利用JWST数据的新研究帮助科学家发现了一个距离我们数十亿光年、长着猫头鹰面孔的物体在注视着我们。这个结构由两个极其罕见的环状星系发生极不寻常的碰撞形成，同时也作为一个自然实验室，研究人员可以在其中研究伴随星系演化的许多过程。

星系有多种形状，从像我们家园星系银河系那样旋涡状的旋涡星系，到雪茄状的M82星系。环状星系（如霍格天体）是一种稍显奇特的类型。当一个小星系径直穿过其较大的伴星系时，冲击波会将恒星和气体抛出，在核心周围形成一个环，这些星系便由此形成。

环状星系相当罕见，仅占迄今发现的所有星系的0.01%。然而，更罕见的是在碰撞时被探测到的一对环状星系 —— 这正是“宇宙猫头鹰”的本质，正如6月11日发布在预印本平台arXiv上的一篇论文所述。该论文尚未经过同行评审，但该天体已被另一独立探测到同一碰撞的团队所证实 —— 他们在6月19日发布到arXiv的论文中将其命名为“无限（Infinity）星系”。

该新研究的第一作者、中国清华大学天文系的博士生李明宇（音译）表示，他和他的合著者是偶然发现了这个形似飞鸟的天文奇观。

“我们当时正在使用公开的JWST数据，分析一个被深入研究、名为COSMOS天区的所有射电源，”他在一封电子邮件中说。COSMOS天区是迄今最大的天空拼接图，覆盖范围达2平方度。李明宇补充说，由于JWST的高分辨率成像能力，这对碰撞的星系对立刻脱颖而出。

这些快照显示这两个星系非常相似：除了都是环状星系外，两者都相对较小。每个星系的直径约为26,000光年，大约是银河系直径的四分之一。此外，每个星系的核心 —— 在超大质量黑洞周围紧密聚集着古老恒星 —— 形成了猫头鹰的眼睛。JWST的精细数据显示，两个黑洞的质量都超过太阳质量的1000万倍，正猛烈地吸积周围物质，使得星系核心成为“活跃星系核”。

相比之下，JWST图像显示，位于两个星系之间的碰撞前沿 —— “喙部” —— 是“一个极其剧烈的活动区域”，李明宇说。研究人员利用智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）的数据发现，喙部包含一个巨大的分子气体团块。李明宇将其描述为“恒星形成的原始燃料”，正被星系碰撞相关的冲击波挤压。ALMA数据还将猫头鹰的红移值确定为1.14，距离我们大约110亿光年。

此外，位于新墨西哥州的甚大阵（VLA）的射电频率观测表明，从一个星系黑洞喷发出的带电粒子喷流正猛烈撞击并进一步压缩着分子气体云。根据李明宇的说法，冲击波和射电喷流共同“触发了一次大规模的恒星形成爆发”，将喙部变成了一个“恒星摇篮”。

星系碰撞的模拟显示它们会持续数亿年。在这个案例中，研究人员估计碰撞发生在3800万年前，这意味着猫头鹰的面孔很可能在很长一段时间内仍清晰可见。

但李明宇说，这只猫头鹰不仅在视觉上引人注目，它也是“一个绝佳的自然实验室，因为它让[研究人员]得以在一个系统中同时看到多个关键的星系演化过程。”

事实上，这只猫头鹰已经为星系如何形成和增长提供了宝贵的见解。李明宇表示，星系碰撞和喙部区域的射电喷流引发的恒星形成爆发，“可能是一种至关重要且先前被低估的机制，能够快速高效地将气体转化为恒星。”他补充说，这可能有助于研究人员理解在宇宙早期历史中，星系是如何如此迅速地积累其恒星质量的。

研究人员计划进一步研究这只猫头鹰，以了解其形成的物理过程。李明宇说，对星系气体的模拟将帮助研究人员“理解导致形成如此稀有、对称的‘双环’形态的精确条件 —— 例如碰撞角度和星系的原始结构。”

这只猫头鹰加入了JWST此前发现的一系列形状怪异的天文现象行列。其中包括一个由星系形成的问号状结构，以及一颗新生恒星发出的、形似猫尾巴的纤细气体云。

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！