德州农工大学天文学家基于詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）观测数据，在早期宇宙发现一组罕见的紧密星系相互作用系统。研究团队表示，他们确认在大爆炸后约8亿年时，至少有五个星系发生合并，并观测到碰撞过程将由恒星产生的重元素重新分布到星系外部空间。

在JWST投入观测前，天文学界普遍预计，涉及多个星系的复杂合并以及由恒星核聚变产生的氧等元素在更大范围内的富集，通常要到大爆炸后超过十亿年才会变得常见。研究团队称，此次结果显示相关过程出现时间早于既有模型的预期。

上述研究由博士后研究员胡伟达与德州农工大学物理与天文学教授凯西·帕波维奇（Casey Papovich）等人完成，论文发表于《自然天文学》。

研究团队将该系统称为“JWST五重奏”。在宇宙历史的这一早期阶段，天文学家通常预期星系体量较小且相对孤立，但该系统显示多个星系在一个紧凑区域内发生相互作用，并被富含氧的气体晕所环绕。胡伟达表示，如此多星系参与的合并在这一时期并不符合此前对早期星系合并形态的常见预期。

研究指出，该系统是在JWST高级深空星系调查数据中识别出来的，该调查属于韦伯望远镜最深层成像项目之一。尽管这些星系彼此相距数万光年，但仍处于异常紧凑的空间范围内，并以约每年250倍太阳质量的速度形成恒星，研究团队称这一水平高于当时典型星系的恒星形成率。

除星系本体外，研究人员还探测到连接多个星系的发光气体晕，气体发出电离氧与氢的辐射信号。研究团队强调，氧等元素只能在恒星内部形成，而此次观测到的富氧气体位于星系之外，表明这些元素在合并过程中被从星系中移出并扩散到周围空间。

团队分析认为，这种富集主要由合并期间的引力相互作用驱动，而不仅仅是星系风所致。研究人员据此提出，这为星系碰撞在年轻宇宙中塑造周边环境提供了直接观测证据。

帕波维奇表示，该发现有助于解释模型预测与JWST观测结果之间日益显现的不一致，并提示关于星系如何组装及其组装速度的理论需要更新以匹配观测。研究团队同时指出，若类似“JWST五重奏”的系统在早期快速合并并耗尽气体，可能与JWST在更晚时期观测到的部分大质量、整体不活跃星系现象相关。

研究团队称，后续JWST观测将进一步测量该系统内气体与星系的运动学信息，以更深入了解早期宇宙结构的形成机制。