什么是水母星系？
水母星系（jellyfish galaxy）是一种在致密星系团中发现的独特天体，其特征是拥有长长的、拖曳状的气体和新生恒星“触手”，酷似海洋中的无脊椎动物。这些触手状流束是通过与周围环境的剧烈相互作用形成的，具体表现为一个星系在另一个由其他星系组成的高温、致密的星系团中快速穿行。
Waterloo Centre for Astrophysics 的 Banting Postdoctoral Fellow Dr. Ian Roberts 最近在遥远的宇宙中发现了一个该现象的显著实例。水母星系的视觉形态由标准的星系盘以及位于拖曳气体尾部内的明亮蓝色年轻恒星结节所定义。这些恒星并非诞生于星系主体内部，而是在气体被剥离并拖入团内介质（intra-cluster medium）的过程中，在其中被激发产生的。
观测这些结构需要先进的仪器，因为“触手”通常很暗淡，并被深空中的巨大距离所掩盖。在 University of Waterloo 的这项发现中，科学家利用詹姆斯·韦伯空间望远镜 (JWST) 在破纪录的距离上解析了这些微妙的特征。数据显示，即使在 85 亿年前，星系也在经历产生这些引人注目的水母状外观所需的物理演化。
什么是星系中的冲压剥离？
冲压剥离（Ram-pressure stripping）是一种天体物理过程，即当星系穿过星系团时，其内部的气体被团内介质的压力强行移除。这种高温、致密气体的“风”充当了物理屏障，将星系内部的冷气体推离其引力势阱并进入周围空间。
冲压剥离的力学原理常被比作一个人骑自行车顶着强劲逆风时的感受，空气的力量会向后推挤他们。然而，在真空的宇宙中，这种“风”是由渗透在星系团中的弥散但温度极高的等离子体组成的。当一个星系以高速坠入星系团中心时，压力变得如此剧烈，以至于克服了星系自身的引力，导致形成了定义水母形态的长条状尾迹。
根据发表在 The Astrophysical Journal 上的研究，这一过程对星系的生命周期至关重要。通过移除恒星形成所需的冷气体，冲压剥离有效地“熄灭”（quenches）了一个星系，导致其最终演变为“红且死”的椭圆型天体。University of Waterloo 团队在如此高的红移 (z=1.156) 下观察到这一过程，表明这些剧烈的环境相互作用在宇宙历史中发生的时间比此前建模的要早得多。
COSMOS2020-635829 的发现
被命名为 COSMOS2020-635829 的水母星系候选体的发现代表了观测天文学的一个里程碑，标志着有记录以来最遥远的此类天体，红移值达到 z = 1.156。通过在 COSMOS 场中识别出该天体，研究人员将这些活跃剥离过程在早期宇宙中发生的时间线向前推移了。
Waterloo Centre for Astrophysics 的科学家在挖掘宇宙演化巡天深场 (COSMOS) 的数据时发现了这一天体。这块特定的天空区域是 JWST 等望远镜的主要观测目标，因为它远离银河系的盘面，提供了清晰的遥远宇宙视野，不受本地恒星或尘埃的干扰。由于该天区从南北半球均可观测，它为星系演化的多波段研究提供了一个标准化区域。
JWST 的近红外能力对于探测 COSMOS2020-635829 的明亮蓝色结节和暗淡气体尾迹至关重要。在 1.156 的红移下，来自该星系的光线在到达望远镜镜面之前已经旅行了大约 85 亿年。Dr. Ian Roberts 在 2026 年 2 月 17 日发布的一份新闻稿中表示：“我们当时正在查看这一研究充分的区域的大量数据……希望能发现以前从未研究过的水母星系。” 这一未经记录的星系的即时识别彰显了现代空间望远镜前所未有的灵敏度。
为什么 COSMOS2020-635829 的发现对早期宇宙意义重大？
COSMOS2020-635829 的发现意义重大，因为它证明了在 85 亿年前，冲压剥离就在积极地改变星系，这比目前的星系团形成模型预测的要早得多。这一发现表明，早期宇宙在宇宙快速增长时期已经包含了能够剥离星系气体并改变其性质的“严酷”环境。
在此项研究之前，许多天体物理学家认为，85 亿年前的星系团仍处于新生的、无序的阶段。理论上认为，团内介质当时还不够致密或高温，无法产生形成水母星系所需的大规模冲压压力。然而，University of Waterloo 团队的发现挑战了这一时间表，表明星系团成熟到足以通过气体剥离开始“杀死”星系的时间比预想的要早得多。
这项研究的影响延伸到我们对现代宇宙及其大量“死亡”星系的理解。Dr. Ian Roberts 指出，在 JWST 数据中观察到的严酷星系团环境，可能在构建当今星系团中常见的大量非恒星形成星系群方面发挥了基础性作用。通过观察这些处于早期阶段的演化星系，研究人员可以更好地绘制从活跃的、富含气体的螺旋星系到许多成熟星系团特征的休眠、贫气体状态的演变过程。
展望未来，Waterloo 团队已经申请了詹姆斯·韦伯空间望远镜的额外观测时间，以进行后续研究。未来的数据将允许对拖曳气体以及“触手”内恒星的年龄进行更详细的光谱分析。这将进一步阐明冲压剥离过程的速度，以及它在宇宙 138 亿年历史的不同时期是如何变化的。
- 主要研究标题：JWST Reveals a Candidate Jellyfish Galaxy at z = 1.156
- 首席作者：Dr. Ian Roberts, University of Waterloo
- 发表期刊：The Astrophysical Journal (DOI: 10.3847/1538-4357/ae3824)
- 关键指标：红移 z = 1.156（85 亿年回望时间）
- 天文台：詹姆斯·韦伯空间望远镜 (JWST)
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