导语
美国康奈尔大学的科学家在詹姆斯·韦伯空间望远镜的照片上发现了一个距离地球约10亿光年的星系。
然而这个名为SPT0418-47的星系却非同寻常，让科学家们大跌眼镜的是，它的年龄和恒星组成居然异常的「成熟」。
尽管距离地球10亿光年的星系已经不少了，各种尺度各种年龄的星系也绝非少数，但是宇宙中14亿年前就存在的星系，为什么会吸引如今的人类科学家的眼球呢?
这个指向早期宇宙中的星系到底有哪些独特之处?
詹姆斯·韦伯空间望远镜。
SPT0418-47这颗古老而又显年轻的星系在天文学家的眼中并没有什么特别，它首先被发现是因为它富含尘埃。
这在宇宙中并不少见，为数不少的星系都是气态星系，但是更多的星系却是由气态云团和尘粒交织而成的尘埃星系。
在宇宙形成早期，只有少量的「金属」元素存在，都是在大爆炸产生的氢元素经过数百万年的融合逐渐形成的，随后才有了氦元素和其他高阶元素的形成。
这就是为什么氢、氦和少部分的锂元素占据了宇宙中的95%的原料，而只有5%的「金属」元素了。
在这5%的「金属」元素中，有13.5%的量是氧、碳和氟等的化合物，同时还有12%的量是氢氦以外的其他元素的小比例，而剩下不足1%的量则是铁、镍和其他重元素。
然而由于星系建立之初是由氢云团和少量氦元素组成的，因此在这些星系组建恒星、行星和星系之间的过程中，氢、氦和少量的「金属」元素会从云团中独立出来，这就是它们在宇宙中占据优势地位的原因。
因此趁着宇宙的演化越来越先进，通过融合和超新星爆发等过程将更多的氢、氦和「金属」元素喷发到宇宙空间中，而那些凝集成恒星或其它物体的气体就会把尘埃和「金属」元素带入深空，进行了漫长的宇宙漂流。
最终在凝集成行星、恒星或者星系的过程中，它们就会形成富含尘埃和「金属」元素的天体空间物体，像我们这样的星系就是其中之一。
虽然它从很久以前就已经存在，并且它本身的年龄也并没有特别之处，但是SPT0418-47这个星系的存在，却让科学家们对宇宙的形成过程产生了新的思考。
SPT0418-47这个星系之所以吸引科学家们，是因为它被在前方的另一颗星系的引力透镜放大了数百倍，并且在能够通过现代科技观测的极限范围内，这样的现象只出现了4次，其中SPT0418-47所形成的「爱因斯坦环」就是其中之一。
「爱因斯坦环」是指一颗背景星系在某颗前景星系的引力透镜作用下所形成的一种光学现象，极端前景星系的引力会扭曲光线，将后方的背景星系变形，甚至形成环状的光学现象。
只有在这两个星系的距离足够接近，后方的背景星系和前方的前景星系同时在透镜作用下，后景星系的光线才能略过前景星系从而将光线形成环状。
这种现象与前景星系的形状以及两个星系之间的距离有关，只有在适中的条件下才能形成，因此如今我们能够观察到的「爱因斯坦环」也是非常稀有的光学现象之一。
「爱因斯坦环」的出现并不意味着背景星系在遥远的时间里发生了这样的事件，而意味着前景星系的形状和背景星系的距离正好满足透镜条件，所以形成「爱因斯坦环」的背景星系和前景星系之间往往有着非常独特的关系。
在SPT0418-47这个星系的「爱因斯坦环」中，科学家们并没有什么特别的价值，只是在2016年左右，当康奈尔大学的科学家们通过直接拍摄「爱因斯坦环」的方法，第一次观察到了其中的3个光点，后来又发现了一个。
这四个光点由于光线都属于突变的现象，因此科学家们最初并不确定这些光点是不是来自同一颗背景星系，还是说它们都是背景星系产生的，但是它们之间是没有什么联系的。
在经过一番分析后，科学家们通过研究光点的光谱数据得出结论，这四个光点并不是各自独立的星系，而是来自同一颗背景星系，因为它们的光谱中有许多相似之处，说明它们很有可能有着相似的组成结构和化学构成。
因此，SPT0418-47所造成的「爱因斯坦环」并不仅是一个星系，而是一个星系和周围环境的「迷你宇宙」，而且有着比较低的复杂性，因此被称为「迷你宇宙」。
早老的星系。
韦伯望远镜通过密集采集SPT0418-47的光谱数据后，科学家们在「爱因斯坦环」中发现的四个光点中，又在其中一个尤其亮的光点中发现了第五个光点，因此将它命名为SPT0418-SE，前四个光点总称为SPT0418-47。
这些照片通过某种方式进行了逆变换，恢复了SPT0418-47本来的图像，并在其中发现了更多的现象，其中最重大的一个就是SPT0418-47和SPT0418-SE都是同一个星系的星系图像，而它们之间的视线距离仅有5千秒差距。
这个巨大的差距是怎么产生的呢?
科学家们对此也猜测了很久，但是都没有可行的答案，随后继续观测两个星系的「爱因斯坦环」，甚至尝试从它们的光谱中寻找线索，但是都没有找到新的线索，因此只能将这个问题先放到一边继续观测。
然而当科学家们再次研究这两个星系之间的联系时，才发现它们之间原来是有很大联系的，虽然SPT0418-47和SPT0418-SE之间的视线差距很大，但是这并不排除它们之间曾经重合在一起的可能性。
这是为什么呢?
这是因为在宇宙中，恒星之间会融合，在这样的过程中会产生巨大的能量，而巨大的能量会在宇宙中产生巨大的效应，甚至会让其它恒星和星系产生巨大的力量影响，因此在SPT0418-47和SPT0418-SE之间，很有可能曾经发生过巨大的宇宙融合，从而将两个星系的年龄和构成连接在了一起，形成了两个星系之间的独特现象。
按照目前宇宙学的知识，星系的构成和恒星更替过程是很有联系的，因为在宇宙中恒星的更替过程是非常慢的，从恒星爆炸开始，到其周围的宙域尘埃稳定下来，需要数百万年，甚至数千万年的时间。
因此，如果SPT0418-47和SPT0418-SE之间发生过融合，那么它们之间的年龄和构成就有可能发生联系，于是科学家们就着手寻找SPT0418-47和SPT0418-SE之间的痕迹，希望能够找到证据来证实它们之间的联系。
早熟又早老的星系。
然而不久之后，科学家们就成功证实了SPT0418-47和SPT0418-SE之间的存在联系，这是因为经过对两个星系的光谱进行分析后，科学家们发现这两个星系的大气组成有着非常高的重元素含量。
然而让科学家们始料未及的是，经过计算发现，SPT0418-47和SPT0418-SE这个星系内的所有重元素的含量都相比于太阳的重元素含量要高。
而最高的一颗恒星甚至有太阳重的4倍，由于这些重元素中，有相当一部分的「金属元素」是在恒星爆发过程中产生的，因此，这比阳重的含量就可以表明这两个星系的恒星更替活动非常的激烈。
这并不是因为恒星更替的次数非常多，而是因为这两个星系的恒星从诞生到死亡的周期并不长，其中一颗年龄最大的恒星居然只有6亿年，而这颗恒星在3000万年前就已经死亡了，剩下的恒星前后一共有5代，从出生到死亡只有3000万年，这足以表明这颗恒星更替的速度非常的快。
因此SPT0418-47和SPT0418-SE这两个星系之间的观测结果很可能是由它们恒星更替的速度造成的，因此，如果说它们之间有差距，这是非常容易理解的。
然而SPT0418-47和SPT0418-SE之间的差距并不仅在于它们内部的恒星年龄和更替速度，科学家们还通过观测发现，SPT0418-47和SPT0418-SE之间的差距还存在于宇宙的早期建立过程中。
根据科学家们对宇宙的研究，宇宙在大爆炸之后，汇聚成各种物质和粒子，然后逐渐形成各种不同的天体空间物体，最终就形成恒星、星系、星系堆、超级星系等等不同的物质团。
在宇宙形成早期，其中有着少量的「金属」元素，于是其中的恒星通过这些「金属」元素的融合产生新的「金属」元素，并在大爆炸发生后将新产生的等级和量的「金属」元素带入宇宙中，为之后的恒星和星系的形成铺垫。
因此，就像在新生儿体内的羊水一样，宇宙在形成初期是透明而氤氲的，只有一些少量的「金属」元素，而宇宙在形成后期就像一个新生婴儿一样，或多或少都会有一些滑腻的感觉。
然而SPT0418-47和SPT0418-SE却不是这样的，它们是在宇宙大爆炸后产生的，然而它们内部的物质构成却不是透明且氤氲的，而是滑腻的。
这是为什么呢?
根据科学家对这个现象的解释，有两种可能性，其一是SPT0418-47和SPT0418-SE本身产生时，已经形成了滑腻的气体，因此它们的结构自然而然就会是滑腻的;
其二是SPT0418-47和SPT0418-SE本身比较小，而它们的周围有更大的星系，早期宇宙的大爆炸产生的气体后来又聚集到了小星系和星系堆的周围，从而形成了滑腻的星系结构。
结语
SPT0418-47和SPT0418-SE之间的结构到底是怎样的，需要科学家们进一步探索，但是从SPT0418-47和SPT0418-SE的观测结果来看，它们之间的关系本质上是一样的，只是细节上有些小的差距。
因此，SPT0418-47和SPT0418-SE之间的观测结果有非常大的指导意义，不仅可以指导科学家们对SPT0418-47和SPT0418-SE之间的联系进行深入的研究，还可以在观察同类星系时提供重要的参考价值，进一步深入了解早期形成的宇
