最近，詹姆斯·韦布太空望远镜（JWST）揭示了一种独特的天文现象，这一新发现被称为“宇宙猫头鹰”。
这个令人惊奇的天体是一对罕见环形星系在碰撞过程中形成的，位于距我们数十亿光年的遥远宇宙中。
研究者指出，这一结构为我们提供了一个天然实验室，可用于研究许多伴随星系演化的过程。
宇宙中的星系形态各异，包括像我们自己的银河系那样的螺旋星系，以及像M82那样的烟斗状星系。
环形星系是一种较为特殊的类型，比如霍格天体（Hoag’s Object）。
这些星系通常是由小型星系直接穿过较大的星系，并在冲击波的作用下将恒星和气体喷射到核心周围形成的环状区域中。
环形星系在已发现的所有星系中极为罕见，约仅占0.01%。
而“宇宙猫头鹰”则是更为罕见的现象，它是通过两个环形星系的碰撞形成的。
这一发现发表于6月11日的preprint中，目前尚未经过同行评审，但另一个独立研究小组也确认了这一碰撞，称其为“无限星系”，并于6月19日发布了相关论文。
来自中国清华大学天文学系的博士生李明宇是新研究的第一作者，他表示，团队是在分析JWST公共数据时偶然发现了这个天文物体。
他在电子邮件中告诉《生活科学》，他们在一个名为COSMOS的区域分析所有射电源时，该碰撞星系对迅速引起了他们的注意，因为JWST的高分辨率成像能力在这一过程中发挥了重要作用。
通过JWST的数据，研究人员发现这两个星系有着惊人的相似性；除了它们都是环形星系之外，两个星系均相对较小，直径约为26,000光年，约是银河系直径的四分之一。
此外，每个星系的核心都密集聚集着老式恒星，围绕着一个超大质量黑洞，并形成了“猫头鹰”的眼睛。
JWST的高精度数据还显示，这两个黑洞的质量都超过1000万太阳质量，并且正在猛烈地吞噬周围的物质，使得这些星系的核心被称为“活跃星系核”。
与此对比，JWST的图像还显示，两个星系碰撞的“喙”（前端）是一个“极为活跃的区域”。
基于智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的数据，研究人员发现这个区域内聚集着大量的分子气体，李明宇将其形容为“星形成的原材料”。
这种气体是由于星系碰撞产生的冲击波而被压缩的。
ALMA数据还将猫头鹰的红移确定为1.14，约为110亿光年。
此外，来自新墨西哥州大型天线阵的射频观察显示，一个黑洞喷射出的带电粒子束与其中一个星系的黑洞相关，并正撞击、进一步压缩该分子气体云。
李明宇表示，这一冲击波和射电喷流共同“引发了一场大规模的恒星形成”，使得“喙”变成了一个“恒星温床”。
对星系碰撞的模拟表明，这些过程持续几亿年。
在这种情况下，研究人员估计这次碰撞发生于3800万年前，这意味着猫头鹰的面孔在接下来的一段时间内都将清晰可见。
李明宇强调，这个猫头鹰不仅在视觉上令人惊叹，它更是“一个出色的天然实验室”，让研究者能够同时观察多个星系演化的重要过程。
实际上，这个猫头鹰已经提供了关于星系形成和生长的宝贵见解。
李明宇指出，星系碰撞和射电喷流促进的恒星形成突发，可能是将气体快速而高效转化为恒星的重要机制，这可以帮助研究者们理解早期宇宙中星系是如何快速积累其恒星质量的。
未来，研究团队计划进一步研究猫头鹰，以理解创造它的物理过程。
李明宇表示，星系气体的模拟将帮助研究者“理解导致这种罕见的、对称的‘双环’形态形成的精确条件，比如碰撞角度和星系的原始结构。”
图片源于：livescience
