導語
美國康奈爾大學的科學家在詹姆士·韋伯空間望遠鏡的照片上發現了一個距離地球約10億光年的星系。
然而這個名為SPT0418-47的星系卻非同尋常，讓科學家們大跌眼鏡的是，它的年齡和恒星組成居然異常的「成熟」。
盡管距離地球10億光年的星系已經不少了，各種尺度各種年齡的星系也絕非少數，但是宇宙中14億年前就存在的星系，為什麽會吸引如今的人類科學家的眼球呢?
這個指向早期宇宙中的星系到底有哪些獨特之處?
詹姆士·韋伯空間望遠鏡。
SPT0418-47這顆古老而又顯年輕的星系在天文學家的眼中並沒有什麽特別，它首先被發現是因為它富含塵埃。
這在宇宙中並不少見，為數不少的星系都是氣態星系，但是更多的星系卻是由氣態雲團和塵粒交織而成的塵埃星系。
在宇宙形成早期，只有少量的「金屬」元素存在，都是在大霹靂產生的氫元素經過數百萬年的融合逐漸形成的，隨後才有了氦元素和其他高階元素的形成。
這就是為什麽氫、氦和少部份的鋰元素占據了宇宙中的95%的原料，而只有5%的「金屬」元素了。
在這5%的「金屬」元素中，有13.5%的量是氧、碳和氟等的化合物，同時還有12%的量是氫氦以外的其他元素的小比例，而剩下不足1%的量則是鐵、鎳和其他重元素。
然而由於星系建立之初是由氫雲團和少量氦元素組成的，因此在這些星系組建恒星、行星和星系之間的過程中，氫、氦和少量的「金屬」元素會從雲團中獨立出來，這就是它們在宇宙中占據優勢地位的原因。
因此趁著宇宙的演化越來越先進，透過融合和超新星爆發等過程將更多的氫、氦和「金屬」元素噴發到宇宙空間中，而那些凝整合恒星或其它物體的瓦斯就會把塵埃和「金屬」元素帶入深空，進行了漫長的宇宙漂流。
最終在凝整合行星、恒星或者星系的過程中，它們就會形成富含塵埃和「金屬」元素的天體空間物體，像我們這樣的星系就是其中之一。
雖然它從很久以前就已經存在，並且它本身的年齡也並沒有特別之處，但是SPT0418-47這個星系的存在，卻讓科學家們對宇宙的形成過程產生了新的思考。
SPT0418-47這個星系之所以吸引科學家們，是因為它被在前方的另一顆星系的重力透鏡放大了數百倍，並且在能夠透過現代科技觀測的極限範圍內，這樣的現象只出現了4次，其中SPT0418-47所形成的「愛因史坦環」就是其中之一。
「愛因史坦環」是指一顆背景星系在某顆前景星系的重力透鏡作用下所形成的一種光學現象，極端前景星系的重力會扭曲光線，將後方的背景星系變形，甚至形成環狀的光學現象。
只有在這兩個星系的距離足夠接近，後方的背景星系和前方的前景星系同時在透鏡作用下，後景星系的光線才能略過前景星系從而將光線形成環狀。
這種現象與前景星系的形狀以及兩個星系之間的距離有關，只有在適中的條件下才能形成，因此如今我們能夠觀察到的「愛因史坦環」也是非常稀有的光學現象之一。
「愛因史坦環」的出現並不意味著背景星系在遙遠的時間裏發生了這樣的事件，而意味著前景星系的形狀和背景星系的距離正好滿足透鏡條件，所以形成「愛因史坦環」的背景星系和前景星系之間往往有著非常獨特的關系。
在SPT0418-47這個星系的「愛因史坦環」中，科學家們並沒有什麽特別的價值，只是在2016年左右，當康奈爾大學的科學家們透過直接拍攝「愛因史坦環」的方法，第一次觀察到了其中的3個光點，後來又發現了一個。
這四個光點由於光線都屬於突變的現象，因此科學家們最初並不確定這些光點是不是來自同一顆背景星系，還是說它們都是背景星系產生的，但是它們之間是沒有什麽聯系的。
在經過一番分析後，科學家們透過研究光點的光譜數據得出結論，這四個光點並不是各自獨立的星系，而是來自同一顆背景星系，因為它們的光譜中有許多相似之處，說明它們很有可能有著相似的組成結構和化學構成。
因此，SPT0418-47所造成的「愛因史坦環」並不僅是一個星系，而是一個星系和周圍環境的「迷你宇宙」，而且有著比較低的復雜性，因此被稱為「迷你宇宙」。
早老的星系。
韋伯望遠鏡透過密集采集SPT0418-47的光譜數據後，科學家們在「愛因史坦環」中發現的四個光點中，又在其中一個尤其亮的光點中發現了第五個光點，因此將它命名為SPT0418-SE，前四個光點總稱為SPT0418-47。
這些照片透過某種方式進行了逆變換，恢復了SPT0418-47本來的影像，並在其中發現了更多的現象，其中最重大的一個就是SPT0418-47和SPT0418-SE都是同一個星系的星系影像，而它們之間的視線距離僅有5千秒差距。
這個巨大的差距是怎麽產生的呢?
科學家們對此也猜測了很久，但是都沒有可行的答案，隨後繼續觀測兩個星系的「愛因史坦環」，甚至嘗試從它們的光譜中尋找線索，但是都沒有找到新的線索，因此只能將這個問題先放到一邊繼續觀測。
然而當科學家們再次研究這兩個星系之間的聯系時，才發現它們之間原來是有很大聯系的，雖然SPT0418-47和SPT0418-SE之間的視線差距很大，但是這並不排除它們之間曾經重合在一起的可能性。
這是為什麽呢?
這是因為在宇宙中，恒星之間會融合，在這樣的過程中會產生巨大的能量，而巨大的能量會在宇宙中產生巨大的效應，甚至會讓其它恒星和星系產生巨大的力量影響，因此在SPT0418-47和SPT0418-SE之間，很有可能曾經發生過巨大的宇宙融合，從而將兩個星系的年齡和構成連線在了一起，形成了兩個星系之間的獨特現象。
按照目前宇宙學的知識，星系的構成和恒星更替過程是很有聯系的，因為在宇宙中恒星的更替過程是非常慢的，從恒星爆炸開始，到其周圍的宙域塵埃穩定下來，需要數百萬年，甚至數千萬年的時間。
因此，如果SPT0418-47和SPT0418-SE之間發生過融合，那麽它們之間的年齡和構成就有可能發生聯系，於是科學家們就著手尋找SPT0418-47和SPT0418-SE之間的痕跡，希望能夠找到證據來證實它們之間的聯系。
早熟又早老的星系。
然而不久之後，科學家們就成功證實了SPT0418-47和SPT0418-SE之間的存在聯系，這是因為經過對兩個星系的光譜進行分析後，科學家們發現這兩個星系的大氣組成有著非常高的重元素含量。
然而讓科學家們始料未及的是，經過計算發現，SPT0418-47和SPT0418-SE這個星系內的所有重元素的含量都相比於太陽的重元素含量要高。
而最高的一顆恒星甚至有太陽重的4倍，由於這些重元素中，有相當一部份的「金屬元素」是在恒星爆發過程中產生的，因此，這比陽重的含量就可以表明這兩個星系的恒星更替活動非常的激烈。
這並不是因為恒星更替的次數非常多，而是因為這兩個星系的恒星從誕生到死亡的周期並不長，其中一顆年齡最大的恒星居然只有6億年，而這顆恒星在3000萬年前就已經死亡了，剩下的恒星前後一共有5代，從出生到死亡只有3000萬年，這足以表明這顆恒星更替的速度非常的快。
因此SPT0418-47和SPT0418-SE這兩個星系之間的觀測結果很可能是由它們恒星更替的速度造成的，因此，如果說它們之間有差距，這是非常容易理解的。
然而SPT0418-47和SPT0418-SE之間的差距並不僅在於它們內部的恒星年齡和更替速度，科學家們還透過觀測發現，SPT0418-47和SPT0418-SE之間的差距還存在於宇宙的早期建立過程中。
根據科學家們對宇宙的研究，宇宙在大霹靂之後，匯聚成各種物質和粒子，然後逐漸形成各種不同的天體空間物體，最終就形成恒星、星系、星系堆、超級星系等等不同的物質團。
在宇宙形成早期，其中有著少量的「金屬」元素，於是其中的恒星透過這些「金屬」元素的融合產生新的「金屬」元素，並在大霹靂發生後將新產生的等級和量的「金屬」元素帶入宇宙中，為之後的恒星和星系的形成鋪墊。
因此，就像在新生兒體內的羊水一樣，宇宙在形成初期是透明而氤氳的，只有一些少量的「金屬」元素，而宇宙在形成後期就像一個新生嬰兒一樣，或多或少都會有一些滑膩的感覺。
然而SPT0418-47和SPT0418-SE卻不是這樣的，它們是在宇宙大霹靂後產生的，然而它們內部的物質構成卻不是透明且氤氳的，而是滑膩的。
這是為什麽呢?
根據科學家對這個現象的解釋，有兩種可能性，其一是SPT0418-47和SPT0418-SE本身產生時，已經形成了滑膩的瓦斯，因此它們的結構自然而然就會是滑膩的;
其二是SPT0418-47和SPT0418-SE本身比較小，而它們的周圍有更大的星系，早期宇宙的大霹靂產生的瓦斯後來又聚集到了小星系和星系堆的周圍，從而形成了滑膩的星系結構。
結語
SPT0418-47和SPT0418-SE之間的結構到底是怎樣的，需要科學家們進一步探索，但是從SPT0418-47和SPT0418-SE的觀測結果來看，它們之間的關系本質上是一樣的，只是細節上有些小的差距。
因此，SPT0418-47和SPT0418-SE之間的觀測結果有非常大的指導意義，不僅可以指導科學家們對SPT0418-47和SPT0418-SE之間的聯系進行深入的研究，還可以在觀察同類星系時提供重要的參考價值，進一步深入了解早期形成的宇
