宇宙总是喜欢出其不意。就在天文学家认为他们已经掌握了宇宙全貌的时候，数据中总会冒出一些奇怪的现象，无法用通常的标签来解释。
这正是研究人员在悄悄地浏览美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）拍摄的图像时所发生的事情。
在广袤无垠的太空景象中，一些微小的物体格外引人注目。它们看起来像针尖大小的光点。单凭这一点并不奇怪。
它们最引人注目之处在于它们不是什么。这些天体不像恒星，也不像类星体，更不属于任何已知的星系类别。
这些天体存在于宇宙历史的早期，那时宇宙还很年轻，正忙于自我探索。
它们奇特的特征组合让科学家们提出了一个看似简单却又复杂的问题：一个星系在最初的样子是什么样的？
无法归类的星系
由严浩京领导的密苏里大学天文学家团队在梳理大型河外巡天的韦伯望远镜存档数据时，发现了这些奇特的天体。
“我们似乎发现了一类无法归类的星系，它们太奇特了，”闫说。
“一方面，它们非常小巧紧凑，就像一个点源，但我们并没有看到类星体（一种活跃的超大质量黑洞）的特征，而大多数遥远的点源都是类星体。”
“我观察这些特征，心想，这就像看到鸭嘴兽一样。你觉得这些东西不应该同时存在，但它们就摆在你眼前，这是无可否认的。”
鸭嘴兽星系的特征
这项发现并非源于有针对性的搜寻。研究团队最初收集了分布在韦伯望远镜多次巡天观测中的约2000个遥远天体源。
经过仔细筛选，只剩下九个天体。这九个天体存在于120亿至126亿年前，也就是宇宙形成后不久，大约在138亿年前。
单凭图像无法解释它们的本质。因此，研究人员转而使用光谱数据，光谱数据可以将光分解成组成它的各种颜色，从而揭示图像无法展现的物理细节。
这些光谱排除了我们银河系内附近恒星的可能性。它们也排除了类星体的可能性，类星体通常非常明亮，以至于掩盖了它们所在的星系。
这些信号看起来有点像 2009 年发现的“豌豆”星系，但这些新天体要小得多，也紧凑得多。
“就像光谱一样，鸭嘴兽的详细基因密码提供了额外的信息，表明这种动物有多么不寻常，它与鸟类、爬行动物和哺乳动物共享基因特征，”闫说。
“韦伯望远镜的成像和光谱数据共同告诉我们，这些星系具有意想不到的特征组合。”
通过光线解读星系
最清晰的线索之一来自光谱发射线的形状。在典型的类星体中，这些谱线很宽——这表明气体正以极高的速度围绕超大质量黑洞运动。
严注意到这里的情况截然不同。这些线条又窄又清晰，表明气体运动速度要慢得多。
已知有些星系拥有窄发射线和活跃的黑洞。但这些星系看起来并不像点光源。这种不匹配引发了一个显而易见的问题：我们是否观测到了完全不同的东西？
研究生孙邦正仔细研究了这些信号是否可能来自正在形成恒星的星系。
“从我们目前掌握的低分辨率光谱来看，我们不能排除这九个天体是恒星形成星系的可能性。这些数据与我们的推测相符，”孙说。
“奇怪的是，尽管韦伯望远镜拥有足够的分辨率，能够向我们展示这个距离上的许多细节，但这些星系却如此微小而紧凑。”
从鸭嘴兽星系中汲取的教训
一种逐渐流行的观点是，詹姆斯·韦伯太空望远镜正在做它被设计用来做的事情：向天文学家展示比以往任何时候都更早的星系形成阶段。
大多数研究人员都认同，包括银河系在内的大型星系，都是在数十亿年的时间里，通过小型星系的反复合并而形成的。然而，对于最小的已知星系之前究竟发生了什么，这个说法仍然悬而未决。
“我认为这项新研究向我们提出了一个问题：星系形成的过程最初是如何开始的？这些微小的、构成星系的基本单元，能否像它们点状的外观所暗示的那样，在混乱的合并开始之前，以一种平静的方式形成呢？”闫说。
目前，仅有的九个天体还不足以改写教科书。研究团队表示，需要更大的样本量和更清晰的光谱数据，才能确定这些天体的真实性质以及它们在早期宇宙中的普遍程度。
“我们进行了广泛的观测，发现了一些令人难以置信的例子。这九个天体并不是重点；它们只是韦伯望远镜广泛观测的背景中出现的，”严说。
“现在是时候思考这会带来哪些影响，以及我们如何利用韦伯望远镜的能力来了解更多信息了。”
研究结果在菲尼克斯举行的美国天文学会第247届会议上发表。
宇宙总是喜欢出其不意。就在天文学家认为他们已经掌握了宇宙全貌的时候，数据中总会冒出一些奇怪的现象，无法用通常的标签来解释。
这正是研究人员在悄悄地浏览美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）拍摄的图像时所发生的事情。
在广袤无垠的太空景象中，一些微小的物体格外引人注目。它们看起来像针尖大小的光点。单凭这一点并不奇怪。
它们最引人注目之处在于它们不是什么。这些天体不像恒星，也不像类星体，更不属于任何已知的星系类别。
这些天体存在于宇宙历史的早期，那时宇宙还很年轻，正忙于自我探索。
它们奇特的特征组合让科学家们提出了一个看似简单却又复杂的问题：一个星系在最初的样子是什么样的？
无法归类的星系
由严浩京领导的密苏里大学天文学家团队在梳理大型河外巡天的韦伯望远镜存档数据时，发现了这些奇特的天体。
“我们似乎发现了一类无法归类的星系，它们太奇特了，”闫说。
“一方面，它们非常小巧紧凑，就像一个点源，但我们并没有看到类星体（一种活跃的超大质量黑洞）的特征，而大多数遥远的点源都是类星体。”
“我观察这些特征，心想，这就像看到鸭嘴兽一样。你觉得这些东西不应该同时存在，但它们就摆在你眼前，这是无可否认的。”
鸭嘴兽星系的特征
这项发现并非源于有针对性的搜寻。研究团队最初收集了分布在韦伯望远镜多次巡天观测中的约2000个遥远天体源。
经过仔细筛选，只剩下九个天体。这九个天体存在于120亿至126亿年前，也就是宇宙形成后不久，大约在138亿年前。
单凭图像无法解释它们的本质。因此，研究人员转而使用光谱数据，光谱数据可以将光分解成组成它的各种颜色，从而揭示图像无法展现的物理细节。
这些光谱排除了我们银河系内附近恒星的可能性。它们也排除了类星体的可能性，类星体通常非常明亮，以至于掩盖了它们所在的星系。
这些信号看起来有点像 2009 年发现的“豌豆”星系，但这些新天体要小得多，也紧凑得多。
“就像光谱一样，鸭嘴兽的详细基因密码提供了额外的信息，表明这种动物有多么不寻常，它与鸟类、爬行动物和哺乳动物共享基因特征，”闫说。
“韦伯望远镜的成像和光谱数据共同告诉我们，这些星系具有意想不到的特征组合。”
通过光线解读星系
最清晰的线索之一来自光谱发射线的形状。在典型的类星体中，这些谱线很宽——这表明气体正以极高的速度围绕超大质量黑洞运动。
严注意到这里的情况截然不同。这些线条又窄又清晰，表明气体运动速度要慢得多。
已知有些星系拥有窄发射线和活跃的黑洞。但这些星系看起来并不像点光源。这种不匹配引发了一个显而易见的问题：我们是否观测到了完全不同的东西？
研究生孙邦正仔细研究了这些信号是否可能来自正在形成恒星的星系。
“从我们目前掌握的低分辨率光谱来看，我们不能排除这九个天体是恒星形成星系的可能性。这些数据与我们的推测相符，”孙说。
“奇怪的是，尽管韦伯望远镜拥有足够的分辨率，能够向我们展示这个距离上的许多细节，但这些星系却如此微小而紧凑。”
从鸭嘴兽星系中汲取的教训
一种逐渐流行的观点是，詹姆斯·韦伯太空望远镜正在做它被设计用来做的事情：向天文学家展示比以往任何时候都更早的星系形成阶段。
大多数研究人员都认同，包括银河系在内的大型星系，都是在数十亿年的时间里，通过小型星系的反复合并而形成的。然而，对于最小的已知星系之前究竟发生了什么，这个说法仍然悬而未决。
“我认为这项新研究向我们提出了一个问题：星系形成的过程最初是如何开始的？这些微小的、构成星系的基本单元，能否像它们点状的外观所暗示的那样，在混乱的合并开始之前，以一种平静的方式形成呢？”闫说。
目前，仅有的九个天体还不足以改写教科书。研究团队表示，需要更大的样本量和更清晰的光谱数据，才能确定这些天体的真实性质以及它们在早期宇宙中的普遍程度。
“我们进行了广泛的观测，发现了一些令人难以置信的例子。这九个天体并不是重点；它们只是韦伯望远镜广泛观测的背景中出现的，”严说。
“现在是时候思考这会带来哪些影响，以及我们如何利用韦伯望远镜的能力来了解更多信息了。”
研究结果在菲尼克斯举行的美国天文学会第247届会议上发表。
