对星系中单个恒星如何诞生和死亡、新恒星如何从老恒星的残余物中诞生以及星系本身如何生长的研究是天文学的重要主题，因为它们提供了对我们在宇宙中的根源的洞察。星系团是宇宙中最大的结构之一，由100多个星系通过相互引力结合在一起组成。

詹姆斯韦伯太空望远镜和ALMA捕获了最遥远星系原星系团的核心

对附近星系的观测表明，星系的生长取决于其环境，即成熟的恒星种群通常出现在星系密集的区域。这被称为“环境效应”。尽管环境效应被认为是理解星系形成和演化的重要部分，但人们并不知道这种效应在宇宙历史中何时开始。

理解这一点的关键之一是在宇宙诞生后不久观察星系团的祖先。这些星系团被称为星系原星系团(以下简称原星系团)，由大约10个遥远星系组成。幸运的是，天文学使我们能够像过去一样观察遥远的宇宙。例如，来自130亿光年外星系的光需要130亿年才能到达地球，所以我们现在观察到的就是那个星系130亿年前的样子。

然而，传播130亿光年的光会变得更加微弱，因此观测它的望远镜必须具有高灵敏度和空间分辨率。

由助理教授Takuy​​aHashimoto(日本筑波大学)和研究员JavierÁlvarez-Márquez(西班牙天体生物学中心)领导的国际研究小组使用了詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST，观测可见光和红外光)和阿塔卡马大型毫米波望远镜/亚毫米阵列(ALMA，观测无线电波)用于研究原星团A2744z7p9OD的“核心区域”。

根据另一个研究小组对JWST的观测，原星团A2744z7p9OD被宣布为最遥远的原星团，距我们131.4亿光年。“然而，我们还没有能够观测到整个核心区域，即大都市区，这个原星系团中候选星系数量最多。目前还不清楚星系的环境影响是否已经在这个原星系团中开始。所以我们决定重点关注我们对核心区域的研究，”桥本说。

研究小组首先利用JWST观测到了这个原星团的核心区域。使用NIRSpec(一种观察从可见光到近红外波长范围内的光谱的仪器)，该团队进行了积分场光谱观察，可以同时获取视场内所有位置的光谱。

该团队成功探测到了四边形区域中四个星系的电离氧离子光([OIII]5008Å)，该四边形区域的边长为36,000光年，相当于银河系半径的一半。根据这种光的红移(由于宇宙膨胀而导致波长的拉长)，四个星系距地球的距离被确定为131.4亿光年。

“当我们通过检测几乎相同距离的氧离子发射来识别四个星系时，我感到很惊讶。核心区域的‘候选星系’确实是最遥远的原星系团的成员，”YumaSugahara(早稻田/NAOJ)说道。领导JWST数据分析。

此外，研究小组还关注了该地区已经获取的ALMA档案数据。这些数据捕获了这些遥远星系中宇宙尘埃的无线电发射。经过分析，他们检测到了四个星系中三个星系的尘埃排放。

这是这么久远以来首次检测到原星系团成员星系中的尘埃排放。星系中的宇宙尘埃被认为是由星系中大质量恒星演化末期的超新星爆炸提供的，为新恒星提供了物质。

因此，星系中大量尘埃的存在表明星系中许多第一代恒星已经完成了它们的生命，并且星系正在成长。LuisColina教授(ElCentrodeAstrobiología(CAB,CSIC-INTA))​​描述了该结果的重要性：“在核心区域之外的原星系团成员星系中没有检测到来自宇宙尘埃的发射。结果表明许多星系聚集在一起在一个小区域内，星系生长加速，这表明环境影响在大爆炸后仅约7亿年就存在。”

此外，研究团队还进行了星系形成模拟，从理论上检验了核心区域的四个星系是如何形成和演化的。结果表明，大爆炸后约6.8亿年存在一个致密气体粒子区域。中间形成了四个星系，类似于观察到的核心区域。为了跟踪这四个星系的演化，模拟计算了恒星和气体的运动学、化学反应、恒星形成和超新星等物理过程。

模拟结果表明，这四个星系在几千万年内合并并演化为一个更大的星系，这在宇宙演化中是一个很短的时间尺度。

“由于我们的模拟具有较高的空间分辨率和大量的星系样本，我们成功地再现了核心区星系的特性。未来，我们希望探索核心区的形成机制及其形成机制。”东京大学研究生YurinaNakazato分析了模拟数据，他说：“我们可以更详细地了解动态特性。”

JavierÁlvarez-Márquez(西班牙天体生物学中心)表示：“我们将利用ALMA对原星团A2744z7p9OD进行更灵敏的观测，看看是否存在以前灵敏度下看不到的星系。我们还将应用JWST和ALMA观测已被证明非常强大，可以帮助更多的原星系团阐明星系的生长机制，并探索我们在宇宙中的根源。”