宇宙中的第一批星系是怎麼形成的？

宇宙中的第一批星系是怎麼形成的？

宇宙中的大多數事情在我們看來都發生得太慢：像太陽一樣的恆星需要數千萬年才能形成，而環繞它們的星系運動一周需要數億年，而碰撞中的星系則需要數十億年的時間來合併。

然而，我們對宇宙中的所有這些事情的發生有一個非常不錯的了解。因為在可觀測的宇宙中這些事情無處不在，我們可以在不同地方觀測到類似事件的不同版本。因為光線傳播到達這裡需要時間，我們所看到的不同距離的地方處於不同時間。

從中我們可以將信息片段拼湊在一起來了解恆星是如何誕生與死亡、星系是如何演化和相互作用等等。這就像如果你只有十分鐘來研究人類是如何成長：在這麼短的時間內，你是無法看到一個人的成長全過程，但通過觀察世界上不同年齡的人類，你就能很好地了解人類生活是什麼樣子。

兩個碰撞中的星系

然而，第一批形成的星系是非常小而暗的，使得我們使得我們對嬰兒星系是如何誕生的理解遠不如對它們後來的行為與相互作用的理解。我們目前的認知是，在恆星形成之前的早期宇宙，一切事物都只是彌散的氣體和暗物質（暗物質是不與除引力外的事物相互作用的物質，所以我們稱之為暗，因為我們不能看到它，關於暗物質可以看下這篇文章《關於暗物質與暗能量的科普》）。

引力會造成稍密集的暗物質區域互相吸引成團，然後再吸引一些氣體直到自身足夠緻密來發生引力坍縮並開始熱核聚變。恆星逐漸一顆顆誕生。恆星團及其相關聯的暗物質互相吸引併合並，然後這些成團成團的物質聚集在一起，最終形成了這些我們今天所看到的最遙遠以及最久遠的星系。

但我們尚不清楚暗物質和氣體團在宇宙大爆炸之後多久形成；以及在成團和聚集過程中第一批恆星是何時點燃；以及是否有一個所需最小暗物質團尺寸來吸引足夠多氣體來形成恆星；以及第一批星團究竟是否有聚集在一起形成星系——它們可能很小並且很脆弱，它們會被其中的恆星爆發成超新星而吹得四分五裂，因而第一批星系實際上很可能是誕生於第二批的氣體與暗物質團以及來自爆炸的塵埃。

哈勃深空場：最古老的星系

說實話，我們對於什麼是星系甚至沒有一個足夠好的定義，不清楚什麼時候稱之為星團而又在什麼時候稱之為星系。我們所知道的是如今在我們的宇宙中有上千億個，它們都是在138億年前的宇宙大爆炸之後形成，因此所有星系都一定有個嬰兒期：被暗物質團所圍繞的氣體大嬰兒。

在兩年後的2018年10月左右，NASA的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）即將發射升空來繼任哈勃太空望遠鏡，對紅外波長尤為敏感，這是來自嬰兒星系發出的光到達太陽系時被拉伸的結果（紅移），所以天文學家非常期待詹姆斯·韋伯太空望遠鏡投入使用，以此來更多地了解到在宇宙中形成的第一批恆星和星系。

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