一个来自宇宙早期、出人意料地井然有序的星系，被昵称为“宇宙葡萄”，显示出它是由各个部分拼凑而成，而不是一个光滑的整体。
它的结构挑战了人们对早期星系如何形成以及它们的星盘在宇宙诞生后不久就能如此稳定的看法。
研究“宇宙葡萄”
宇宙葡萄星系是一个旋转系统，形成于大爆炸后约 9 亿年，其星盘分裂成多个致密的、正在形成恒星的星团。
早期的哈勃图像显示的是一个单一、光滑的圆盘，因为分辨率有限，导致小的特征模糊成一片光斑。
德克萨斯大学奥斯汀分校（UT Austin）的藤本诚二博士领导了一项将引力透镜与望远镜数据相结合的分析。
他的团队研究早期星系如何形成星系盘，而宇宙葡萄星系表明，即使是普通的星系盘也可以隐藏许多团块。
前景星系团利用引力透镜效应（即引力弯曲并增强遥远光线的效应），使宇宙葡萄星系看起来更大。
早期透镜模型在详细的预印本中估计放大倍率足够高，可以绘制星系内部的图谱。
“这个天体是迄今为止发现的引力透镜效应最强的遥远星系之一，”藤本博士说。
ALMA与Web强强联合
长波长光携带着有关构成恒星的物质，特别是冷气体和尘埃的线索。
阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）是一个干涉仪，由多个碟形天线组成，它们像一台望远镜一样协同工作，以增强长波长的细节。
ALMA 可以绘制出这些冷物质所在的位置，而这些地图有助于解释为什么有些团块能如此迅速地形成恒星。
尘埃会阻挡可见的星光，但波长较长的星光可以逃逸出来，揭示星系深处正在形成的年轻恒星。
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）使用红外线，即波长比可见光更长的光，由一面直径为 21.3 英尺（6.5 米）的镜子收集。
在宇宙葡萄星系中，詹姆斯·韦伯太空望远镜将明亮的星团与周围较老的恒星区分开来，从而更精确地估计了年龄和质量。
旋转形成团块
星系中气体的运动表明其各个部分是共享共同轨道还是属于混乱的合并。
超过 100 小时的观察时间让研究人员得以追踪旋转圆盘的运动学，即通过视线速度测量的运动。
这种旋转将每个团块与同一个系统联系起来，因此其结构反映了圆盘早期是如何生长的。
在旋转的圆盘内部，至少有 15 个恒星形成团块聚集在一起，远远超过了模拟星系演化的计算机模拟所允许的数量。
每个星团都含有高密度气体，这种密度有助于引力战胜压力，使星云坍缩成新的恒星。
由于该星系看起来与其他星系一样普通，这些团块可能很常见，但如果没有引力透镜效应，许多团块仍然隐藏起来。
为什么会形成团块
更清晰的细节很重要，因为早期星系在很小的空间内聚集了许多事件，混合的光线可能会掩盖单独的结构。
利用透镜效应，该团队实现了空间分辨率，即望远镜能够分辨的最小细节，约为 30 光年（176 万亿英里）。
在这个尺度上，研究人员可以计算单个星团的数量，并将它们的大小与如今附近恒星形成区的大小直接进行比较。
富含气体的圆盘在内部支撑无法抵消圆盘自身引力的作用下会破碎。
天文学家将这种现象称为引力不稳定性，即引力压倒压力和旋转，自然而然地产生致密的团块。
限制这种碎片化的模型可能缺少关键的物理原理，尤其是在尚未稳定的星系中。
主序，而非奇数
大多数恒星形成星系的质量和恒星形成速度都遵循着稳定的模式。
天文学家将这种模式称为恒星形成主序，这是质量和恒星形成率之间的典型联系，而该星系就位于这个主序之上。
这种正常状态意味着理论家必须在不归咎于罕见爆发或剧烈合并等异常情况的情况下解释团块现象。
模拟的不足之处
计算机通过将方程式转化为代码来构建虚拟星系，然后在引力和气体物理的作用下，让它们随时间向前推进。
许多型号的燃气流动过于平缓或注入过强的热量，这两种选择都可能过早地消除小团块。
宇宙葡萄星系表明这些设置可能需要调整，但更改仍必须与其他星系统计数据相符。
压力下的反馈
年轻的恒星不仅会发光，还会通过辐射和超新星爆发来推动和加热周围的气体。
天文学家将这些效应归类为恒星反馈，即来自恒星的能量和动量，它可以瓦解致密的星云。
如果早期星盘中的反馈较弱，则可能会形成寿命较长的星团，但这一想法需要更多检验。
更高分辨率意味着什么
将拉伸的图像转换成真实形状需要精确的数学计算，因为镜头会扭曲位置和亮度。
透镜模型（一种描述放大倍率如何变化的图谱）让研究团队得以在星系自身的框架内重建星系盘。
该重建方法减少了真实星团和透镜伪影之间的混淆，为未来的调查设定了更高的标准。
来自宇宙葡萄的启示
引力透镜效应更强的星系将使天文学家能够重复这项测试，寻找分裂成许多致密团块的星系盘。
德克萨斯大学奥斯汀分校及其合作团队未来的研究可以利用 ALMA 和 JWST 对不同年龄的星系团进行比较，以保持测量结果的一致性。
如果这种模式成立，理论学家将需要新的早期星盘模型，而观测者也将知道该去哪里寻找星盘。
综合透镜效应、多波长数据和旋转图来看，早期星盘可能具有结构，但这并不罕见。
更好的模拟和更多的透镜目标应该能够确定哪些物理因素使团块得以存活，哪些因素使团块迅速消散。
一个来自宇宙早期、出人意料地井然有序的星系，被昵称为“宇宙葡萄”，显示出它是由各个部分拼凑而成，而不是一个光滑的整体。
它的结构挑战了人们对早期星系如何形成以及它们的星盘在宇宙诞生后不久就能如此稳定的看法。
研究“宇宙葡萄”
宇宙葡萄星系是一个旋转系统，形成于大爆炸后约 9 亿年，其星盘分裂成多个致密的、正在形成恒星的星团。
早期的哈勃图像显示的是一个单一、光滑的圆盘，因为分辨率有限，导致小的特征模糊成一片光斑。
德克萨斯大学奥斯汀分校（UT Austin）的藤本诚二博士领导了一项将引力透镜与望远镜数据相结合的分析。
他的团队研究早期星系如何形成星系盘，而宇宙葡萄星系表明，即使是普通的星系盘也可以隐藏许多团块。
前景星系团利用引力透镜效应（即引力弯曲并增强遥远光线的效应），使宇宙葡萄星系看起来更大。
早期透镜模型在详细的预印本中估计放大倍率足够高，可以绘制星系内部的图谱。
“这个天体是迄今为止发现的引力透镜效应最强的遥远星系之一，”藤本博士说。
ALMA与Web强强联合
长波长光携带着有关构成恒星的物质，特别是冷气体和尘埃的线索。
阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）是一个干涉仪，由多个碟形天线组成，它们像一台望远镜一样协同工作，以增强长波长的细节。
ALMA 可以绘制出这些冷物质所在的位置，而这些地图有助于解释为什么有些团块能如此迅速地形成恒星。
尘埃会阻挡可见的星光，但波长较长的星光可以逃逸出来，揭示星系深处正在形成的年轻恒星。
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）使用红外线，即波长比可见光更长的光，由一面直径为 21.3 英尺（6.5 米）的镜子收集。
在宇宙葡萄星系中，詹姆斯·韦伯太空望远镜将明亮的星团与周围较老的恒星区分开来，从而更精确地估计了年龄和质量。
旋转形成团块
星系中气体的运动表明其各个部分是共享共同轨道还是属于混乱的合并。
超过 100 小时的观察时间让研究人员得以追踪旋转圆盘的运动学，即通过视线速度测量的运动。
这种旋转将每个团块与同一个系统联系起来，因此其结构反映了圆盘早期是如何生长的。
在旋转的圆盘内部，至少有 15 个恒星形成团块聚集在一起，远远超过了模拟星系演化的计算机模拟所允许的数量。
每个星团都含有高密度气体，这种密度有助于引力战胜压力，使星云坍缩成新的恒星。
由于该星系看起来与其他星系一样普通，这些团块可能很常见，但如果没有引力透镜效应，许多团块仍然隐藏起来。
为什么会形成团块
更清晰的细节很重要，因为早期星系在很小的空间内聚集了许多事件，混合的光线可能会掩盖单独的结构。
利用透镜效应，该团队实现了空间分辨率，即望远镜能够分辨的最小细节，约为 30 光年（176 万亿英里）。
在这个尺度上，研究人员可以计算单个星团的数量，并将它们的大小与如今附近恒星形成区的大小直接进行比较。
富含气体的圆盘在内部支撑无法抵消圆盘自身引力的作用下会破碎。
天文学家将这种现象称为引力不稳定性，即引力压倒压力和旋转，自然而然地产生致密的团块。
限制这种碎片化的模型可能缺少关键的物理原理，尤其是在尚未稳定的星系中。
主序，而非奇数
大多数恒星形成星系的质量和恒星形成速度都遵循着稳定的模式。
天文学家将这种模式称为恒星形成主序，这是质量和恒星形成率之间的典型联系，而该星系就位于这个主序之上。
这种正常状态意味着理论家必须在不归咎于罕见爆发或剧烈合并等异常情况的情况下解释团块现象。
模拟的不足之处
计算机通过将方程式转化为代码来构建虚拟星系，然后在引力和气体物理的作用下，让它们随时间向前推进。
许多型号的燃气流动过于平缓或注入过强的热量，这两种选择都可能过早地消除小团块。
宇宙葡萄星系表明这些设置可能需要调整，但更改仍必须与其他星系统计数据相符。
压力下的反馈
年轻的恒星不仅会发光，还会通过辐射和超新星爆发来推动和加热周围的气体。
天文学家将这些效应归类为恒星反馈，即来自恒星的能量和动量，它可以瓦解致密的星云。
如果早期星盘中的反馈较弱，则可能会形成寿命较长的星团，但这一想法需要更多检验。
更高分辨率意味着什么
将拉伸的图像转换成真实形状需要精确的数学计算，因为镜头会扭曲位置和亮度。
透镜模型（一种描述放大倍率如何变化的图谱）让研究团队得以在星系自身的框架内重建星系盘。
该重建方法减少了真实星团和透镜伪影之间的混淆，为未来的调查设定了更高的标准。
来自宇宙葡萄的启示
引力透镜效应更强的星系将使天文学家能够重复这项测试，寻找分裂成许多致密团块的星系盘。
德克萨斯大学奥斯汀分校及其合作团队未来的研究可以利用 ALMA 和 JWST 对不同年龄的星系团进行比较，以保持测量结果的一致性。
如果这种模式成立，理论学家将需要新的早期星盘模型，而观测者也将知道该去哪里寻找星盘。
综合透镜效应、多波长数据和旋转图来看，早期星盘可能具有结构，但这并不罕见。
更好的模拟和更多的透镜目标应该能够确定哪些物理因素使团块得以存活，哪些因素使团块迅速消散。
