研究人員認為是用詹姆士·韋伯太空望遠鏡拍攝的細長橢球形（即麵包棒狀）星系的影像。
「相信」一詞反映了這樣一個事實，即一些星系可能是從側面看到的圓盤（即披薩派）形狀的星系。
圖片來源：Viraj Pandya et al.
哥倫比亞大學的研究人員分析了美國國家航空暨太空總署詹姆士·韋伯太空望遠鏡的影像，發現早期宇宙中的星系通常是扁平而細長的，就像麵包棒一樣，很少是圓形的，就像披薩面團一樣。
「我們研究的 星系 中大約有50%到80%似乎是二維扁平的，」哥倫比亞大學NASA哈伯研究員Viraj Pandya解釋說，他是一篇新論文的主要作者，該論文將發表在 【天體物理學雜誌】 上，概述了這些發現。 該論文目前 發表在 arXiv 預印本伺服器上。
「看起來像又長又細的麵包棒的星系在 早期 宇宙中似乎很常見，這令人驚訝，因為它們在當今 宇宙 的 星系 中並不常見 ."
該團隊專註於韋伯提供的廣闊近紅外影像領域，稱為宇宙 演化早期釋放科學（CEERS）調查 ，提取出估計在宇宙6億至60億年時存在的星系。
雖然大多數遙遠的星系看起來像麵包棒，但其他星系的形狀像披薩餡餅和披薩面團球。 「披薩面團球」或球形星系似乎是最小的星系型別，也是最不常見的星系。 披薩餡餅狀星系被發現沿其最長軸與麵包棒狀星系一樣大。 「它們在附近的宇宙中更為常見，由於宇宙的持續膨脹，它們由更古老、更成熟的星系組成。
如果我們能夠將時鐘倒退數十億年，我們的銀河系會屬於哪一類？
「我們最好的猜測是，它可能看起來更像是一根麵包棒，」合著者、亞利桑那大學圖森分校博士生張浩文說。
這一假設部份基於韋伯的新證據——理論家們已經「倒退」了數十億年前銀河系的品質，這表明它可能在遙遠的過去呈麵包棒形狀。
這些遙遠的星系的品質也遠不如附近的螺旋星系和橢圓星系——它們是像我們這樣的更大品質星系的前身。 「在早期宇宙中，星系生長的時間要少得多，」哥倫比亞大學的合著者、美國國家航空暨太空總署哈伯研究員Kartheik Iyer說。
「確定早期星系的其他類別是令人興奮的 - 現在還有很多東西需要分析。 我們現在可以研究星系的形狀與它們的外觀之間的關系，並更好地更詳細地預測它們是如何形成的。
哈柏望遠鏡於1990年發射並收集數據至今，「長期以來一直顯示出過多的細長星系，」加那利群島天體物理研究所的教職研究科學家Marc Huertas-Company解釋說。 但研究人員仍然想知道：2021年發射的韋伯望遠鏡對 紅外光 的敏感度是否會更好地顯示額外的細節？
「韋伯證實，哈柏望遠鏡沒有錯過他們倆觀測到的星系中的任何其他特征。 此外，韋伯向我們展示了許多形狀相似的遙遠星系，所有這些都非常詳細，「Huertas-Company說。
當然，一個問題是，為什麽早期的星系往往如此扁平胡細長。 Pandya解釋說，一種假設是，早期宇宙可能充滿了暗物質的細絲，這些細絲形成了一種「骨骼背景」或「宇宙高速公路」，沿著它帶來了瓦斯和恒星。 這些細絲仍然存在，但隨著宇宙的膨脹，它們變得更加分散，因此它們可能不太可能促進麵包棒狀星系的形成。
詹姆士·韋伯太空望遠鏡的宇宙演化早期釋放科學（CEERS）調查確定的遙遠星系的樣本形狀。
圖片來源：NASA、ESA、CSA、STScI、Steve Finkelstein（德克薩斯大學奧斯丁分校）、Micaela Bagley（德克薩斯大學奧斯丁分校）、Rebecca Larson（德克薩斯大學奧斯丁分校）
這篇論文被稱為「星系走向香蕉」，這是作者在檢視數據時腦海中浮現的另一種食物類比。 當作者繪制星系的長寬比與它們最長的軸長度時，他們發現出現的圖表看起來明顯像香蕉，這種形狀反映了它們細長的橢球體（即麵包棒）形狀。
「香蕉是另一種說法，這些內在細長的星系似乎是宇宙前40億年的主要星系，」Pandya說。
我們的知識仍然存在差距。 研究人員不僅需要韋伯更大的樣本量來進一步完善遙遠星系的特性和精確位置，而且他們還需要花費大量時間來調整和更新他們的模型，以更好地反映遙遠星系的精確幾何形狀。
「這些是早期結果，」合著者、緬因州沃特維爾科爾比學院副教授伊莉莎白·麥格拉思（Elizabeth McGrath）說。 「我們需要更深入地研究數據以弄清楚發生了什麽，但我們對這些早期趨勢感到非常興奮。
更多資訊： Viraj Pandya 等人，Galaxies Going Bananas：使用 JWST-CEERS 推斷高紅移星系的 3D 幾何形狀， arXiv （2023）。 DOI： 10.48550/arxiv.2310.15232
