詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）在宇宙的开端发现了一个奇怪的“由内而外”的星系。

这个星系被命名为JADES-GS+53.18343−27.79097，存在于宇宙大爆炸后7亿年，比银河系小大约100倍。然而，与大多数星系不同的是，它的成长似乎是由内而外的——恒星在外围形成的速度比在致密的核心形成的速度要快。

理论模型预测，这种由内而外的星系应该在早期宇宙中很常见，但科学家们此前缺乏透过尘埃和气体来观察它们的能力。现在，多亏了JWST，研究人员通过瞥见迄今为止最早的黑洞，证实了他们的预测。他们在10月11日的《自然天文学》杂志上发表了他们的发现。

“韦伯对我们这些天文学家来说如此具有变革意义的众多原因之一是，我们现在能够观察到以前通过建模预测的东西，”剑桥大学研究生威廉·贝克（William Baker）在一份声明中说。“这就像可以检查你的家庭作业一样。”

我们所在宇宙中的星系以两种主要方式成长：通过捕获足够的气体来形成新的恒星，或者通过与较小的星系合并。但这些是唯一的机制，还是其他机制在宇宙的早期阶段可能存在，目前还不清楚。

“星系如何在宇宙时间内进化的问题是天体物理学中的一个重要问题，”剑桥大学天体物理学教授、该研究的共同主要作者桑德罗·塔切拉在声明中说。“在过去的1000万年里，我们已经有了很多关于宇宙一角星系的优秀数据，但现在有了韦伯，我们可以获得数十亿年前的观测数据，探索宇宙历史的头10亿年，这开辟了各种各样的新问题。”

为了研究这个问题，研究人员查看了在JWST的JADES （JWST高级深河外巡天）巡天中收集的古代星系的数据。光在真空空间中以固定的速度传播，所以JWST观察宇宙越深，它拦截的光就越远，它有效地使天文学家看到的时间越久远。

仔细研究这些观测结果，天文学家们发现了这个新星系。通过使用JWST的近红外光谱仪（NIRSpec）仪器分析其内部恒星发出的光，研究人员能够计算出恒星的年龄。

他们发现，这个星系有一个非常致密的核心，被一个由气体和尘埃组成的圆盘所包围，这些圆盘上的恒星正在快速形成，这使得这个星系每1000万年就会扩大一倍，而银河系每100亿年就会扩大一倍。研究人员说，一旦这些恒星形成，它们就会慢慢迁移到核心，导致星系旋转得更快，就像滑冰运动员把手臂拉近身体一样。

随着这个星系的发现，研究人员表示，他们现在将寻找其他类似的星系。

“当然，这只是一个星系，所以我们需要知道当时其他星系在做什么，”Tacchella说。“所有的星系都像这个吗？”我们现在正在分析来自其他星系的类似数据。通过观察宇宙时间内不同的星系，我们也许能够重建生长周期，并展示星系是如何成长到今天的最终大小的。”