天文学中的“鸭嘴兽”：不像类星体也不像恒星，韦布望远镜发现宇宙“新物种”

美国密苏里大学的一支天文学研究团队在对 NASA 詹姆斯・韦布空间望远镜（JWST）存档的多项深空巡天数据进行分析梳理后，发现了一类前所未见的遥远星系。

由于这些天体同时具备多种“本不该共存”的性质，故研究团队将其比喻为“宇宙鸭嘴兽”。

▲ 新发现的九个“宇宙鸭嘴兽”星系样本中，有四个是在 CEERS 项目中发现的

该研究由密苏里大学天文学家严皞璟（Haojing Yan）领衔，并于本周在美国天文学会第 247 届年会（AAS）上公布。研究对象位于约 1**至 126 亿年前，对应宇宙形成早期阶段（宇宙当前年龄约为 138 亿年）。

“我审视这些特征时想到，这就像在看一只鸭嘴兽。你认为这些东西不应该同时存在，但它就在你眼前，无可否认”，严皞璟说道。

据介绍，这些天体在成像上极为微小且高度致密，但光谱特征却并不符合类星体（由超大质量黑洞驱动、亮度极高的活动星系核）的定义。通常而言，在如此遥远的距离上呈点状的天体，往往是类星体，但此次发现的样本明显偏暗，且缺乏典型类星体的光谱特征。

研究团队最初从多个韦布巡天项目中筛选了约 **00 个候选源，最终确认其中 9 个天体具有这种异常特征。光谱分析显示，这些天体既不可能是银河系内的恒星，也无法归类为传统类星体。尽管其光谱在某些方面类似 **09 年发现的“绿豆星系”（green pea galaxies），但这些新发现的天体在结构上要小得多、致密得多。

“就像光谱一样，鸭嘴兽详细的遗传密码显示出这种动物是多么不寻常，它同时具有鸟类、爬行动物和哺乳动物的遗传特征。韦布的成像和光谱数据告诉我们，这些星系同样具有意想不到的特征组合。”

严皞璟进一步指出，典型类星体在光谱中呈现出宽而平缓的“山丘”形态，反映出围绕超大质量黑洞高速运动的气体。而此次发现的天体，其发射线峰值狭窄而尖锐，意味着气体运动速度较低。虽然宇宙中确实存在寄生活跃超大质量黑洞的窄线星系，但它们不具备该样本的点状特征。

▲ 星系 CEERS 4233-42232：与类星体光谱的比较

在排除类星体的可能性后，研究生孙邦正（Bangzheng Sun）进一步分析了这些天体是否可能属于恒星形成星系。结果显示，从现有的低分辨率光谱数据来看，无法排除这一可能性，但问题在于：即便是恒星形成星系，它们的体积也异常之小，远小于韦布望远镜在同等距离下通常能分辨出的星系结构。

研究团队提出一种解释：韦布望远镜或许正在揭示人类此前从未直接观测到的、更早期的星系形成阶段。

在此之前，天文学界普遍认为，像银河系这样的大型星系是由许多较小星系逐步并合形成的，但这些发现引出了一个新的问题：在“小星系”之前，是否还存在更原始、更安静形成的“构件级”星系？

严皞璟表示，这些天体可能代表了星系形成初期的一种状态，即在大规模并合发生之前，小型星系已以相对平稳的方式诞生。

为了开始回答这个问题，并更确定这些奇特“鸭嘴兽”的性质，研究团队表示，他们需要比九个样本量大得多的样本以及更高分辨率的光谱进行分析。

“我们撒下了一张大网，并发现了一些不可思议的样本。这九个天体并非巡天的重点；它们只是韦布广泛巡天背景中的一部分，现在是时候思考其中的含义了，以及我们如何利用韦伯的能力来了解更多。”