科学家发现宇宙早期“超高温恒星工厂”，其恒星形成速度为银河系180倍

近日，天文学家通过詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）和阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA），在距地球130亿光年的宇宙深处发现了一个代号为Y1的极端星暴星系。它诞生于大爆炸后仅8亿年，却以每年形成约180个太阳质量恒星的速度疯狂“生产”，相当于银河系当前恒星形成速率的180倍。这一发现不仅揭示了早期宇宙中恒星形成的爆发式场景，更对理解星系快速演化机制提供了关键线索。

Y1的独特性质：高温、高尘与极端活跃​

Y1星系最显著的特征是其异常高温的宇宙尘埃。ALMA的观测数据显示，其尘埃温度约为零下180摄氏度，虽远低于地球常温，但相较于同类早期星系显著偏高。这种高温源于星系内年轻大质量恒星对气体云的剧烈加热，表明Y1是一个极端活跃的恒星诞生区。研究人员推测，此类高温环境可能与宇宙第一代恒星（第三星族恒星）的形成条件相似，为研究恒星起源提供了“活化石”样本。此外，Y1的尘埃亮度解开了早期星系尘埃含量偏高的谜题。传统理论认为，年轻星系缺乏老年恒星来产生大量尘埃，但Y1的观测表明，少量高温尘埃可能通过增强亮度模拟出“尘埃过量”的假象，这颠覆了对早期星系物质组成的认知。

探测技术突破：多望远镜协同揭开宇宙童年面纱​

Y1的发现得益于JWST与ALMA的协同观测。JWST的红外成像能力捕捉到Y1在130亿光年外的微弱光影，而ALMA则通过毫米波波段精确测定了其尘埃温度与分布。这种“红外+射电”的多波段联用，如同为宇宙早期活动拍摄了一部高清纪录片，使科学家能直接观测到恒星形成的物理过程。值得注意的是，Y1的光线因宇宙膨胀被拉伸至红移值8.3，其观测数据实为宇宙童年的“延时影像”。这种技术使得研究宇宙演化从间接推测迈向直接实证，为星系形成模型提供了宝贵校准依据。

对星系演化理论的挑战与启示​

Y1的极端恒星形成速率对主流星系演化模型提出了双重挑战。一方面，其短暂而剧烈的恒星爆发期（每年180倍太阳质量）无法长期维持，支持了“恒星形成存在周期性爆发”的假说；另一方面，Y1的快速质量积累可能通过冷气体吸积或星系相互作用触发原位核球形成，这与传统“星系并合主导核球形成”的理论形成互补。进一步研究显示，早期宇宙中类似Y1的“高温恒星工厂”可能普遍存在。它们通过高效转化气体为恒星，推动星系在短期内快速成熟，这解释了JWST近年发现的许多高亮度早期星系的成因。然而，这种高效形成是否与暗物质分布、早期暗能量等宇宙学参数相关，仍是待解之谜。

未来探索：从“个案”到宇宙图景的重构​

Y1的发现只是一个起点。研究人员计划利用ALMA的高分辨率对Y1内部结构进行精细刻画，同时通过JWST搜寻更多类似天体，以统计方法分析此类极端星系的普遍性。未来，中国巡天空间望远镜等新一代设备将加入观测，有望构建早期宇宙星系的完整演化序列。这些研究不仅关乎星系自身，更牵连宇宙整体演化逻辑。例如，Y1的高尘温度可能影响宇宙再电离过程的模型，而恒星爆发期的能量反馈如何调节星系生长，将是星系流体动力学模拟的重点课题。

宇宙童年的“加速器”与人类认知的边界​

Y1星系的发现，如同一扇窥探宇宙幼年时期的窗口，展现了一个远比想象中激烈的恒星形成时代。它既印证了宇宙早期物理环境的特殊性，也推动人类重新审视星系演化的动态平衡。在JWST与ALMA的引领下，天文学正从“静态宇宙观”转向“动态演化观”，而Y1这类极端天体无疑是破解宇宙成长密码的关键钥匙。

数据来源和参考文献：

IT之家 130 亿年前的光:科学家发现宇宙早期“超高温恒星工厂”，其恒星形成速度为银河 180倍  2025-11

央视网 开启全新理解！科研人员发现遥远星暴星系原位核球形成机制  2024-12

中国日报网 天文学家发现新的超远星系 距地约130亿光年   2012-06