距今70亿年前，宇宙中的恒星形成开始减少。我们银河系在这个时期可能是什么样子？天文学家在空间的广阔距离上发现了一个宇宙问号的形状，这一形状源于一种罕见的天体对齐现象。
在距今70亿年前，宇宙的主要恒星形成阶段开始衰退。那时的银河系可能是什么样子？利用美国国家航空航天局的詹姆斯·韦布太空望远镜，科学家们发现了重要线索，这些线索以宇宙问号的形式出现，这是由一道横跨光年的独特排列产生的。
来自新斯科舍省哈利法克斯圣玛丽大学的天文学家吉约姆·德斯普雷表示：“在可观察的宇宙中，仅有三到四种已知的引力透镜配置，因此这一发现令人振奋。它展示了韦布的能力，并暗示我们未来可能会发现更多类似现象。”
尽管该地区之前使用哈勃太空望远镜进行过观测，但形成迷人问号形状的尘埃红色星系只有通过韦布的先进技术才能看到。这是因为哈勃捕捉的是较短波长的光，这些光会被宇宙尘埃阻挡，而韦布的仪器则侦测较长的红外波长，能够穿透这些尘埃。
研究人员使用这两台望远镜对星系团MACS-J0417.5-1154进行了观察，因为这个星系团的巨大体积扭曲了时空，像一个宇宙放大镜，使科学家能够更详细地观察遥远的星系。然而，这种放大也导致了畸变，使星系看起来模糊成弧形，甚至多次出现，形成所谓的引力透镜效应。
韦布发现的红色星系，连同之前被哈勃发现的与其接触的螺旋星系，展示了一种奇特的放大和畸变现象，这种现象仅在星系、透镜质量和观察者的罕见对齐下才会发生。这一现象被称为双曲脐部引力透镜。因此，韦布的图像显示出这一对星系的五个版本，四个版本勾勒出问号的顶部，问号的点是一个与我们观察角度完美对齐的无关星系。
除了提供一个迷人的示例，展示韦布NIRISS（近红外成像仪和无缝光谱仪）仪器定位数十亿光年外星系中恒星形成地点的能力，研究团队还不能忽视这一引人注目的问号形状。“这在视觉上真是惊人。这种令人难以置信的图像激发了我年轻时对天文学的热情，”圣玛丽大学的马克金·萨维基（Marcin Sawicki）说道，他是该项目的主要研究人员之一。
“了解恒星何时、何地、如何在星系中形成对于把握星系在宇宙历史中如何演变至关重要，”来自圣玛丽大学的天文学家文森特·埃斯特拉达-卡彭特（Vicente Estrada-Carpenter）补充说，他结合了哈勃的紫外线和韦布的红外数据，以绘制出新恒星在星系中出现的位置。研究结果表明，这两个星系都有广泛的恒星形成。此外，光谱数据确认新发现的尘埃星系与正面观察到的螺旋星系处于相同距离，这表明它们可能开始合并。
“问号对中的两个星系在多个紧凑区域显现出明显的活跃恒星形成，这可能是由于两个碰撞星系之间的气体相互作用，”埃斯特拉达-卡彭特指出。“然而，这两个星系似乎并没有严重变形，因此我们可能正在见证它们相互作用的初始阶段。”
“这些星系是我们在70亿年前的星形成高峰期所看到的，它们类似于当时银河系可能拥有的质量。韦布使我们能够探索银河系的青少年时期可能是怎样的，”萨维基解释道。
本研究的图像和光谱数据来自加拿大NIRISS无偏星系团调查（CANUCS）。研究结果已发表在《皇家天文学会月刊》上。
