近日，《自然》杂志刊载了一项震撼天文学界的突破性研究，该研究基于詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的观测数据，对星系形成和暗物质的传统认知提出了挑战。一支由斯威本科技大学Karl Glazebrook教授领导的科研团队，在距今115亿光年之外（红移值3.2）的遥远角落，揭开了一个令人瞠目的超大质量星系的秘密。这个星系内恒星数量之庞大甚至超越了我们所处的银河系，并且这些恒星的诞生时间竟然可以追溯到约130亿年前（红移值11左右），远远早于现有理论预测的大规模恒星形成的时期。
这一前所未有的发现与现行的宇宙演化模型产生了严重冲突。按照现有理论，在如此年轻的宇宙中，暗物质还未聚集至足以支撑如此巨大星系的程度。Glazebrook教授表示，其团队历时七年追踪并研究此星系，尽管使用了地球上最强大的两台望远镜进行年龄测定，但直至借助JWST无与伦比的观测能力，才得以确认这一惊世骇俗的事实。现代天体物理学的基础理论之一——星系形成理论曾预测早期宇宙中不可能存在大量大型星系。然而，此次研究却发现了一个在宇宙大爆炸后仅1-20亿年就已存在的超大质量星系，这无疑是对现有理论模型的重大冲击。
参与这项研究的不仅有来自斯威本大学的Themiya Nanayakkara博士、Lalitwadee Kawinwanichakij博士、Colin Jacobs博士、Harry Chittenden博士、Glenn G Kacprzak副教授和Ivo Labbe副教授等全球各地的研究者，还有西澳大利亚大学国际射电天文研究中心（ICRAR）的Claudia Lagos副教授，她专注于开发暗物质演化理论模型。Lagos副教授指出，暗物质的聚积方式直接影响着星系的形成，而在宇宙初期找到如此大规模的星系，对标准宇宙学模型构成了严峻挑战，因为当前认为那时不存在足够大的暗物质结构来承载这样的庞然大物。为了更好地理解这类星系的普遍性和实际质量，更多的观测数据至关重要。
Nanayakkara博士领导了对JWST数据的光谱分析工作，他表示：“此项研究成功打破了以往的认知边界，使我们得以窥见宇宙深处那最古老、最庞大的‘恒星怪兽’。这必将迫使我们重新评估对于星系形成和演化的认识。如今的关键问题在于，这些星系如何能在宇宙早期以如此迅猛的速度形成，以及是什么未知机制导致它们突然停止恒星形成，而同时期的其他星系仍在活跃地制造新的恒星。”
最后，Glazebrook教授寄希望于这项重大发现能开启探索暗物质物理特性的新窗口。他强调：“随着JWST越来越多地揭示早期宇宙中大质量星系形成的确凿证据，这项研究刷新了此类现象的时间记录。虽然这只是一个独立的天体实例，但我们期待发现更多类似的星系。若真能如愿，那么我们将迎来对星系形成过程的一次彻底革命。”
