在浩瀚的宇宙中，星系作为最壮丽的结构之一，长久以来引发了无数天文学家的探索热情。近期，一项由中国科学院紫金山天文台的谈清华副研究员领衔的国际研究团队在《自然》杂志上发表的突破性成果，揭示了早期宇宙中星暴星系中心原位核球形成的秘密，为理解星系的形成与演化带来了全新的视角。
星系，按照经典的“哈勃音叉”序列分类，主要分为椭圆星系和旋涡星系两大类。椭圆星系形状圆润，中心有着明亮的核球结构；而旋涡星系则具有显著的旋臂结构，形态各异。核球作为星系中心的重要组成部分，其大小直接影响了星系的形态分类。
长久以来，椭圆星系和星系核球结构的形成机制一直是天文学界未解之谜。直到上世纪九十年代，哈勃空间望远镜的发射才推动了人类对宇宙认知的飞跃。研究表明，在宇宙历史的一个特别活跃时期——宇宙正午，星系中的恒星质量密度迅速演变，大量恒星在这一时期形成。科学家们推测，这一时期的星暴星系中，异常活跃的恒星形成活动可能与星系中心核球结构的形成密切相关。
然而，验证这一理论并不容易。由于恒星发出的紫外线和可见光容易被星际尘埃吸收，天文学家们将目光转向了穿透力更强的亚毫米波。借助詹姆斯•克拉克•麦克斯韦望远镜（JCMT）、北部扩展毫米波阵列（IRAM/NOEMA）和阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）等先进设备，科学家们得以探测到早期宇宙星系中冷气体和尘埃星际物质的微弱信号。
通过对一批处于宇宙正午时期、亚毫米波辐射明亮的星暴星系进行形态结构参数的详细测量，研究团队发现了这些星系中心原位核球形成的证据。在亚毫米波段，这些星系的尘埃辐射高度集中在一个非常小的核心区域，呈现出三轴椭球形的几何特征，而非传统的扁平盘状结构。这一发现表明，在宇宙早期的星暴星系中，极端活跃的恒星形成活动可能导致了星系中心区域大量恒星质量的快速积累，进而促进了核球结构的形成。
为了进一步探索这一发现，研究团队采用了先进的宇宙学流体力学模拟。模拟结果显示，冷气体吸积流入星系以及星系相互作用触发的剧烈恒星形成活动，是导致这些星系核球结构形成的主要原因。这一发现不仅揭示了早期宇宙中星系核球结构的形成机制，还有望重新定义星系形成理论。
随着技术的发展，中国巡天空间望远镜等更先进的设备将助力天文学家继续深入研究早期宇宙星系的结构和演化过程。这些探索不仅将帮助我们解答星系核球形成的奥秘，还将为理解宇宙演化历程提供新的线索。
