天文学家们目睹了巨大的宇宙堆积开始，即14个年轻恒星爆炸星系的碰撞。这个古老的巨型星系注定要演化成已知宇宙中最庞大的结构之一：星系群，被暗物质引力束缚，在炽热的电离气体的海洋中游荡。利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列(ALMA)，一个国际科学家团队发现了14个即将合并的星系，其密度惊人地密集，形成了最终成为一个巨大星系团的核心。
阿尔玛发现的14个星系的概念图，它们出现在非常早期，非常遥远的宇宙中。这些星系正在合并过程中，最终形成一个巨大星系团的核心。图片：NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello
这个紧密结合的星系碰撞，被称为原始星团，位于大约124亿光年远的地方，也就是说，当宇宙只有14亿年的时候，它的光开始向我们传播，大约是现在的十分之一。它的各个星系正在形成比银河系快1000倍的恒星，并且在一个只有银河系三倍大小的区域内被填满。由此产生的星系群最终将与我们今天在宇宙中看到的一些最大规模的星团相匹敌，研究结果发表在《自然》杂志上。加拿大哈利法克斯达尔豪西大学的天体物理学家斯科特·查普曼(Scott Chapman)专门从事观测宇宙学研究，研究宇宙中结构的起源和星系的演化，发现了一个巨大的星系群，它的形成过程非常壮观。
但是，这在宇宙历史的早期就发生了，这对我们现在对宇宙结构形式的理解构成了巨大的挑战。在宇宙历史的最初几百万年里，普通物质和暗物质开始聚集成越来越大的浓度，最终形成了星系群，这是已知宇宙中最大的天体结构。星团的质量可与一千亿个太阳相媲美，它可能包含多达一千个星系，大量的暗物质，巨大的黑洞，以及高达一百万度以上的x射线气体。目前的理论和计算机模型表明，像阿尔玛所观察到的原始星团，应该要花更长的时间才能完成演化。
放大到阿尔玛发现的星系，它们正在演化成一个星系群。外层空间来自Hershel太空观测站所采集的数据。中间的图像——由NSF的南极望远镜进行的更广泛的调查的一部分——揭示了阿尔玛研究的遥远的星系源，揭示了14个星系。图片：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Miller & S. Chapman et al.; Herschel; South Pole Telescope; (NRAO/AUI/NSF) B. Saxto
耶鲁大学的博士研究生、论文的合著者蒂姆·米勒说：这些星系的“组装”速度如此之快，简直是一个谜，它并不是像天文学家们想象的那样，在数十亿年的时间里逐渐积累起来的。这一发现提供了一个令人难以置信的机会来研究星系群和它们巨大的星系是如何在这些极端环境中聚集在一起的。这个特殊的星系原星团，被命名为SPT2349-56，在2010年被国家科学基金会的南极望远镜观测到，它是一种微弱的毫米波长的光。阿塔卡马探索者实验(APEX)望远镜的后续观测证实了它实际上是一个非常遥远的星系源，值得阿尔玛后续观察。
阿尔玛的高分辨率和灵敏度让天文学家们在一个很小的空间区域里分辨出不少于14个不同的星系，这证实了这个物体是早期发展阶段的原型。这个星团的极端距离和清晰定义的部件为天文学家提供了一个前所未有的机会，来研究大爆炸后不到15亿年的星团形成的第一步。通过将ALMA数据作为复杂计算机模拟的起始条件，研究人员能够证明这一当前的星系群是如何在数十亿年的时间里成长和演化的。阿尔玛第一次给了我们一个明确的起点，来预测星系群的演化。随着时间的推移，观测到的14个星系将停止形成恒星，并将碰撞并合并成一个巨大的星系。
博科园-科学科普｜参考期刊文献：自然｜来自：国家射电天文台
