研究人员认为是用詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的细长椭球形（即面包棒状）星系的图像。
「相信」一词反映了这样一个事实，即一些星系可能是从侧面看到的圆盘（即披萨派）形状的星系。
图片来源：Viraj Pandya et al.
哥伦比亚大学的研究人员分析了美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜的图像，发现早期宇宙中的星系通常是扁平而细长的，就像面包棒一样，很少是圆形的，就像披萨面团一样。
「我们研究的 星系 中大约有50%到80%似乎是二维扁平的，」哥伦比亚大学NASA哈勃研究员Viraj Pandya解释说，他是一篇新论文的主要作者，该论文将发表在 【天体物理学杂志】 上，概述了这些发现。 该论文目前 发表在 arXiv 预印本服务器上。
「看起来像又长又细的面包棒的星系在 早期 宇宙中似乎很常见，这令人惊讶，因为它们在当今 宇宙 的 星系 中并不常见 ."
该团队专注于韦伯提供的广阔近红外图像领域，称为宇宙 演化早期释放科学（CEERS）调查 ，提取出估计在宇宙6亿至60亿年时存在的星系。
虽然大多数遥远的星系看起来像面包棒，但其他星系的形状像披萨馅饼和披萨面团球。 「披萨面团球」或球形星系似乎是最小的星系类型，也是最不常见的星系。 披萨馅饼状星系被发现沿其最长轴与面包棒状星系一样大。 「它们在附近的宇宙中更为常见，由于宇宙的持续膨胀，它们由更古老、更成熟的星系组成。
如果我们能够将时钟倒退数十亿年，我们的银河系会属于哪一类？
「我们最好的猜测是，它可能看起来更像是一根面包棒，」合著者、亚利桑那大学图森分校博士生张浩文说。
这一假设部分基于韦伯的新证据——理论家们已经「倒退」了数十亿年前银河系的质量，这表明它可能在遥远的过去呈面包棒形状。
这些遥远的星系的质量也远不如附近的螺旋星系和椭圆星系——它们是像我们这样的更大质量星系的前身。 「在早期宇宙中，星系生长的时间要少得多，」哥伦比亚大学的合著者、美国宇航局哈勃研究员Kartheik Iyer说。
「确定早期星系的其他类别是令人兴奋的 - 现在还有很多东西需要分析。 我们现在可以研究星系的形状与它们的外观之间的关系，并更好地更详细地预测它们是如何形成的。
哈勃望远镜于1990年发射并收集数据至今，「长期以来一直显示出过多的细长星系，」加那利群岛天体物理研究所的教职研究科学家Marc Huertas-Company解释说。 但研究人员仍然想知道：2021年发射的韦伯望远镜对 红外光 的敏感度是否会更好地显示额外的细节？
「韦伯证实，哈勃望远镜没有错过他们俩观测到的星系中的任何其他特征。 此外，韦伯向我们展示了许多形状相似的遥远星系，所有这些都非常详细，「Huertas-Company说。
当然，一个问题是，为什么早期的星系往往如此扁平和细长。 Pandya解释说，一种假设是，早期宇宙可能充满了暗物质的细丝，这些细丝形成了一种「骨骼背景」或「宇宙高速公路」，沿着它带来了气体和恒星。 这些细丝仍然存在，但随着宇宙的膨胀，它们变得更加分散，因此它们可能不太可能促进面包棒状星系的形成。
詹姆斯·韦伯太空望远镜的宇宙演化早期释放科学（CEERS）调查确定的遥远星系的样本形状。
图片来源：NASA、ESA、CSA、STScI、Steve Finkelstein（德克萨斯大学奥斯汀分校）、Micaela Bagley（德克萨斯大学奥斯汀分校）、Rebecca Larson（德克萨斯大学奥斯汀分校）
这篇论文被称为「星系走向香蕉」，这是作者在查看数据时脑海中浮现的另一种食物类比。 当作者绘制星系的纵横比与它们最长的轴长度时，他们发现出现的图表看起来明显像香蕉，这种形状反映了它们细长的椭球体（即面包棒）形状。
「香蕉是另一种说法，这些内在细长的星系似乎是宇宙前40亿年的主要星系，」Pandya说。
我们的知识仍然存在差距。 研究人员不仅需要韦伯更大的样本量来进一步完善遥远星系的特性和精确位置，而且他们还需要花费大量时间来调整和更新他们的模型，以更好地反映遥远星系的精确几何形状。
「这些是早期结果，」合著者、缅因州沃特维尔科尔比学院副教授伊丽莎白·麦格拉思（Elizabeth McGrath）说。 「我们需要更深入地研究数据以弄清楚发生了什么，但我们对这些早期趋势感到非常兴奋。
更多信息： Viraj Pandya 等人，Galaxies Going Bananas：使用 JWST-CEERS 推断高红移星系的 3D 几何形状， arXiv （2023）。 DOI： 10.48550/arxiv.2310.15232
