近日，一个国际天文学家团队宣布了一项令人瞩目的成果：他们利用詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST），在名为COSMOS Web的天区内，成功观测到了迄今为止最大规模的星系群样本。这一发现无疑为银河系外天文学领域带来了重大突破，为科学家们提供了前所未有的机会，以更深入地探索星系的形成与演化以及宇宙的大尺度结构。
该研究团队通过詹姆斯·韦布空间望远镜的强大功能，回溯到了宇宙比现今地球年龄还小的时期，捕捉到了从大约120亿年前到10亿年前的珍贵图像。这些图像被精心整理成一份新图像目录，即将在《天文学与天体物理学》期刊上发表。这份目录包含了近1700个星系群，其中一幅距离地球超过60亿光年的星系团图像，因其独特性和重要性，被欧洲航天局（ESA）选为“本月天文图片”。
阿尔托大学的Ghassem Gozaliasl教授领导了此次星系群探测团队的研究工作。他兴奋地表示：“我们能够真正观察到宇宙中最早形成的星系。詹姆斯·韦布空间望远镜让我们探测到了1678个星系群或原星系团，这是迄今为止探测到的最大且最深的星系群样本。通过这些样本，我们可以深入研究过去120亿年宇宙时间里，星系群中星系的演化过程。”
詹姆斯·韦布空间望远镜自2022年开始运行以来，以其卓越的分辨率和灵敏度，使天文学家能够观测到比以往更远、更清晰的宇宙景象。由于光以有限的速度传播，物体距离我们越远，我们所看到的其图像在时间上就越久远。该团队通过观测极其微弱且遥远的星系——这些星系比人眼能看到的亮度还要暗10亿倍——成功揭示了早期宇宙中星系的模样。
Gozaliasl教授进一步解释说，星系群和星系团是充满暗物质、热气体以及常常拥有超大质量黑洞的巨大中心星系的复杂环境。这些成分之间的复杂相互作用在塑造星系的生命周期以及推动星系群和星系团本身的演化中起着关键作用。通过揭示这些宇宙结构更完整的历史，科学家们可以更好地理解这些过程是如何影响大质量星系以及宇宙中最大结构的形成和增长的。
宇宙中的星系并非均匀分布，而是聚集在由纤维和墙壁连接的密集区域，形成了一种被称为宇宙网的巨大结构。大多数星系都存在于包含三到几十个星系的星系群中，或者存在于更大的星系团中。这些星系团可能包含数百甚至数千个被引力束缚在一起的星系。我们所在的银河系就属于一个名为本星系群的小型星系群，其中还包括仙女座星系以及数十个较小的星系。
Gozaliasl教授用了一个生动的比喻来形容星系群和星系团的重要性：“就像人类一样，星系也会聚集在一起形成‘家族’。星系群和星系团内部的星系可以相互作用并合并，从而导致星系结构和形态的转变。研究这些环境还有助于我们理解暗物质的作用、超大质量黑洞的反馈以及填充星系间空间的热气体的热历史。”
由于新的目录涵盖了从10亿年前到120亿年前的观测数据，科学家们得以将宇宙中最早的结构与相对较现代的结构进行比较，从而更深入地了解星系群及其演化过程。研究星系群的历史还有助于天文学家理解位于其中心的巨大、最亮的星系（BGGs）是如何通过反复合并形成的。这一领域也是Gozaliasl教授近期多篇论文深入探讨的焦点。
Gozaliasl教授在谈到这一发现时表示：“当我们深入观测宇宙深处时，会发现星系的形状更加不规则，并且正在形成大量恒星。而接近我们所处的时代时，恒星形成逐渐减缓，星系的结构也变得更加对称，如椭圆形或螺旋形星系。看到星系形状在宇宙时间中的变化，这非常令人兴奋。我们可以开始解答许多关于宇宙中发生了什么以及星系是如何演化的问题。”
