在探索宇宙奥秘的道路上，一项由中国科学院紫金山天文台主导的国际合作研究取得了突破性进展。该研究携手法国替代能源与原子能委员会巴黎-萨克雷大学中心及日本东京大学科维理宇宙物理学与数学研究所等科研机构，揭示了早期宇宙中星暴星系中心通过剧烈恒星形成活动直接孕育原位核球的确凿证据，这一发现为理解星系形成过程开辟了新视角。研究成果已于近日在国际权威期刊《自然》杂志在线发表。
宇宙中的星系，按其形态大致划分为两类：一类是拥有明显旋臂结构的盘状旋涡星系，另一类则是整体呈近圆形或椭圆形、中心明亮而边缘渐暗的椭圆星系。尽管形态各异，但大多数星系的核心都藏着一个恒星密集的区域——核球，其存在与否以及核球与星系盘的比例，共同决定了星系的整体外貌。长久以来，科学界对于核球的形成机制一直存在争议，究竟是通过星系间的合并形成，还是星系自身演化过程中的原位生成？这一谜团困扰着众多天文学家。
为了解开这一谜题，研究团队利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波干涉阵（ALMA）的高空间分辨率和高灵敏度数据，对一批早期宇宙中极为明亮的大质量星暴星系进行了深入探究。通过对这些星系尘埃连续谱辐射分布特征的精确测量，研究人员发现了惊人的线索。
研究显示，早期宇宙中的星暴星系内部恒星形成活动异常活跃，这种极端的活跃状态可能导致星系中心区域的恒星质量迅速累积，进而促进了原位核球结构的形成。进一步的宇宙流体动力学模拟结果进一步证实，早期宇宙中普遍存在的冷气体吸积流入以及星系间的相互作用（而非合并）所触发的剧烈恒星形成活动，是这些星系原位核球形成的关键驱动力。这一时期，也被视为大多数星系核球结构形成的黄金时期。
这项研究不仅通过亚毫米波段的独特视角，结合创新的分析技术，为早期宇宙星暴星系核球结构的形成及演化提供了宝贵的观测证据，同时也为当前宇宙中巨型椭圆星系的形成机制研究带来了全新的启示。这一发现有望彻底改变我们对星系形成机制的传统认知，对星系形成和演化理论的研究产生深远影响。
研究团队表示，随着未来更为先进的亚毫米波和毫米波干涉阵设备以及新一代空间望远镜（例如中国的巡天空间望远镜）的投入使用，科学家们将能够更全面地揭示早期宇宙星系形成的奥秘，进一步拓展我们对整个宇宙演化历程的认识。
