現今宇宙中的星系並非均勻分布,而是聚集成群,甚至形成包含數百至數千個星系的巨大星系團。不過,這些龐大結構並非一開始就存在,而是由早期宇宙中密度稍高的區域在重力作用下逐漸成長而來,這些尚未成熟的結構被稱為「原星系團」。天文學家一直想知道,星系的成長究竟主要取決於自身條件,還是會受到周遭環境影響。這有點像人類成長一樣,除了天生條件之外,家庭、學校與居住環境也會影響一個人的發展。最新研究顯示,在宇宙誕生僅約 12 億年時,這種「環境效應」就已經開始發揮作用。
由日本國立天文臺(NAOJ)所領導的研究團隊,利用昴望遠鏡(Subaru Telescope)與詹姆斯.韋伯太空望遠鏡(JWST)的觀測,在距今約 126 億年前的宇宙中找到一個大型原星系團。研究人員藉由追蹤年輕星系發出的特殊光訊號,繪製出早期宇宙的大尺度結構,並發現一個由四個星系聚集區相互連結而成的巨大系統。研究團隊將其命名為「Loktak 原星系團」(Loktak Protocluster),名稱來自印度曼尼普爾邦的洛克塔克湖(Loktak Lake),因其結構類似湖面上彼此相連的漂浮島嶼。
研究團隊接著比較原星系團中的星系與同時期一般環境中的星系。結果顯示,若觀察追蹤恆星形成活動的紫外光,兩者大小幾乎沒有差異;但若觀察能反映整體恆星分布的可見光波段,原星系團中的星系平均卻大了約 1.4 倍。這意味著雖然星系中心的恆星形成活動相似,但位於高密度環境中的星系,似乎更早、更快速地建立起外圍的恆星結構,就像在較有利的環境中獲得更多成長資源一般,使整體星系成長得更大。
這項結果顯示,星系的演化不僅受到自身質量與內部條件影響,也與它所處的環境密切相關,而且這種影響早在星系團真正形成之前就已經出現。換句話說,星系的未來不只取決於它誕生時的條件,也取決於它「住在哪裡」。即使在宇宙年齡還不到現在十分之一的時候,不同環境中的星系就已經走上不同的演化道路。未來研究團隊將進一步確認,這種環境效應究竟是早期宇宙中的普遍現象,還是僅出現在少數特殊區域。







