在来自 james webb space telescope 的数据中，由 University of Waterloo 领导的一个团队识别出了一个候选“水母”星系，其光芒大约在 85 亿年前发出。该天体在 JWST 对 COSMOS 场的观测中被挖掘出来，编目红移为 z = 1.156，展现了定义近邻水母星系系统的长长的、触手状的气体流和年轻恒星流。这项发表在《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上的研究——“JWST Reveals a Candidate Jellyfish Galaxy at z=1.156”，将环境剥离现象在宇宙历史中的确认时间大大提前。
James Webb Space Telescope 在 COSMOS 场的发现
COSMOS 场——一片被精确挑选出来的深邃、整洁的天区，旨在提供清晰的遥远暗弱星系视野——一直是巡天研究的中坚力量。研究人员重新审视了来自这一研究充分区域的 JWST 成像和光谱数据，在寻找被周围环境积极改变的星系迹象时，识别出了这个水母星系候选者。由于 COSMOS 场的前景污染极低，且拥有极深的多波段覆盖，JWST 的红外灵敏度使其能够看到那些因宇宙距离而被拉伸和红移，但在空间上仍可分辨的特征。
Waterloo Centre for Astrophysics 的 Banting Postdoctoral Fellow，Ian Roberts 博士形容这次发现是出乎意料的：在梳理数据集时，团队注意到一个遥远的、未被记录的星系，其形态特征非常明显——一个紧凑的核心带有长长的拖尾细丝。JWST 的近红外分辨率与 COSMOS 的多层数据相结合，使团队能够测量该星系的红移，并构建出宇宙历史早期致密环境中正在发生积极剥离系统的物理图像。
什么是水母星系？
水母星系是一类形态学分类，因其在移动星系后方拖着的长长的、类似触手状的气体和新形成恒星的尾巴而得名。这些尾巴并非装饰性的：当星系冲入填充星系团的炽热、致密气体时，它们就会形成。这种作用于星系星际气体的星系团内介质压力——被称为冲压剥离（ram-pressure stripping）的过程——像风吹散汽车上的水雾一样将物质从星系中扫出，留下细长的流光，其中的气体冷却并坍缩成新的恒星。
通过 Hubble 和地面望远镜等仪器观测到的近邻样本显示，其尾部有壮观的恒星形成结，而星系盘中的恒星形成则戛然而止。这个 z = 1.156 候选者的显著之处在于，它证明了在宇宙明显更年轻时，同样的物理机制就在发挥作用，这意味着星系团环境对星系的“敌意”可能比标准模型预测的更早。
James Webb Space Telescope 关于早期星系团剥离的证据
在此次发现之前，天文学家认为在红移为 1 左右的时期，足以产生强劲冲压剥离的大质量星系团较为罕见。这个新候选者显示了与 z = 1.156 处剥离现象一致的清晰形态迹象，这对应于大约 85 亿年的回望时间。这一时间点远早于目前成熟的大质量星系团时代，表明能够进行剥离的原星系团或致密环境已经在积极地重塑星系。
这具有两方面的意义。首先，熄灭恒星形成并将富含气体的螺旋星系转变为被动星系团星系的环境过程，可能比许多模拟预测的更早、更广泛地发挥作用。其次，这类星系的存在为构建当今星系团中发现的大量“死亡”星系提供了机制：气体剥离加速了恒星形成的终结，留下了主导星系团核心的红色、静止系统。
JWST 如何看到尾部：成像与背景
JWST 的仪器针对近红外和中红外波段进行了优化，这对于分辨遥远星系的结构至关重要，因为这些星系的可见光已红移至红外波段。实际上，这意味着 JWST 可以对星光和尘埃再处理辐射进行成像，从而揭示宇宙距离下水母星系的紧凑恒星核心和延伸、暗弱的细丝。COSMOS 场广泛的辅助数据——从追踪炽热星系团内气体的 X 射线图到提供环境背景的地面光谱——帮助研究人员判断该星系是处于真正的致密环境中，还是仅仅在投影上靠近。
虽然论文将该天体描述为一个强有力的候选者而非无可争辩的案例，但形态证据和红移的结合使其成为经历剥离星系中最早期的说服力案例之一。随后的 JWST 观测以及深度 X 射线或射电数据可以帮助确认周围炽热介质的存在，并更牢固地确立该系统的动力学特征。
为什么这一发现对星系演化至关重要
星系通过内部和外部过程的混合而演化。内部过程——恒星形成中的气体消耗、超新星和活动星系核的反馈——无论环境如何都会运行。而外部过程，如潮汐相互作用和冲压剥离，则取决于周围环境。在 z ≈ 1.156 处发现剥离星系改变了这种平衡：它表明在宇宙年龄约为目前一半时，环境驱动的转型已经非常重要。
这种转变对星系组装和熄灭模型有着具体的后果。旨在重现观测到的星系统计特征的模拟，现在必须考虑到至少在某些区域存在更强或更早的环境影响。对于观测天文学而言，这一发现证明了 JWST 能够解析回望时间里星系与其环境的相互作用，而这在以前只能获得模糊或整合的信号。
下一步：确认候选者并测绘其邻域
随着团队以全新的灵敏度和分辨率重新处理像 COSMOS 这样广阔的巡天场，james webb space telescope 继续带来惊喜。每一个新识别的高红移天体不仅是一个数据点，也是探测跨越宇宙时间的塑造星系物理过程的探针，而 z = 1.156 的水母星系候选者正是深度红外视野如何重塑我们对年轻宇宙叙事的一个生动例证。
来源
- 《天体物理学杂志》（研究论文："JWST Reveals a Candidate Jellyfish Galaxy at z=1.156"）
- University of Waterloo（Waterloo Centre for Astrophysics）
- James Webb Space Telescope（NASA/ESA/CSA 观测数据）
- COSMOS（宇宙演化巡天）
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