近日，天文学界迎来了一项震撼人心的发现，彻底颠覆了我们对星系形成过程的传统认知。詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）成功捕捉到三个超大质量星系，它们被形象地称为“红色巨兽”，这些星系的形成时间竟然可以追溯到宇宙大爆炸后的短短不到10亿年内。
传统理论认为，星系的形成是一个循序渐进的过程，需要漫长的时间来逐步积累物质并增大规模。然而，JWST的观测结果却打破了这一固有观念。这三个“红色巨兽”星系不仅在宇宙极早期就已现身，而且它们的恒星形成效率和恒星质量转换效率之高，远超人们的想象。这些星系的红移值表明，它们存在于宇宙诞生后仅10亿到15亿年的时期。
日内瓦大学的研究团队基于JWST的FRESCO调查数据，对36个巨大的、布满尘埃的星系进行了深入分析，其中“红色巨兽”星系尤为引人注目。研究结果显示，这些星系的恒星形成效率是后世星系的2到3倍，恒星质量转换效率更是高达约50%，远高于现今星系平均约20%的水平。这一惊人的发现彻底颠覆了我们对星系形成效率的认知。
科学家们曾猜测，这些星系巨大的表观尺寸可能与中心超大质量黑洞的活跃吞噬活动有关。然而，经过深入研究后，这一假设被推翻，因为这些星系并未发现活跃星系核（AGNs）的证据。这意味着，“红色巨兽”星系的巨大质量和快速恒星形成并非源于黑洞，而是其自身独特的性质。
研究人员推测，这种高效的恒星形成可能与早期宇宙中的特殊环境条件密切相关。在早期宇宙中，气体可能更加丰富，冷却速度也可能更快，这为气体的迅速聚集和恒星的形成提供了有利条件。“红色巨兽”星系之所以呈现红色，是因为其内部存在大量尘埃，这些尘埃吸收了短波长光线，不仅影响了星系的颜色，还可能对恒星的形成和演化产生了深远影响。
这一发现不仅挑战了传统的星系形成理论，也对宇宙大爆炸理论提出了新的质疑。传统的宇宙大爆炸理论认为，宇宙是从一个极度高温、高密度的奇点爆炸而来，随着时间的推移，物质逐渐聚集形成星系。然而，“红色巨兽”星系的出现表明，在早期宇宙中，星系的形成可能比我们之前想象的要快得多、高效得多。
除了“红色巨兽”星系外，JWST还发现了其他一些早期宇宙中形成的星系，这些星系同样对宇宙大爆炸理论构成了挑战。例如，有研究发现，在宇宙大爆炸后仅7亿年时，就存在一个名为REBELS-25的古老星系，它展现出与现代银河系相似的特征，具有有序的旋转和可能的螺旋臂。这一发现打破了传统认知中早期星系应是混乱无序的观点。
（示意图，非实际观测图像）
迄今最遥远类银河系棒状星系ceers-2112的发现也进一步挑战了宇宙大爆炸理论。该星系的中心棒状结构在宇宙大爆炸后约10亿年或更短时间内就已形成，这意味着星系成熟和有序的速度比科学家此前认为的要快得多。这些发现都表明，星系的形成和演化理论的某些方面需要进行修正和完善。
