宇宙的寿命不幸地如此之长，以至于我们无法简单地等待和观察会发生什么来了解它是如何运作的。这是一场电影马拉松，在我们人类出现之前就已开始数十亿年，并且很可能在我们死后继续。但如果有一个录音，我们可以倒带呢？
天文学家们正在用著名的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）做这件事，利用这个庞大的飞行天文台来回溯我们宇宙的历史，寻找早期星系。因此，天文学家们发现了来自 110 亿至 130 亿年前的数百个星系，它们也呈现出惊人的形状多样性：盘状、核球状、团块状、疙瘩状等等。根据最近在美国天文学会会议上提出和即将发表在《天体物理学杂志》上的新研究，这些星团比之前认为的更早出现在宇宙的时间线上。
“能够第一次如此清晰地看到这些遥远星系的结构，真是太神奇了，”罗切斯特理工学院天文学家、这项新研究的主要作者Jeyhan Kartaltepe说道。“它们一点也不无聊。”
为了估算年龄，Kartaltepe 和她的团队使用了一种天文学中成熟的方法。由于光速是有限的，空间上离我们越远的星系，其历史也越能追溯到宇宙的更早时期。此外，考虑到宇宙在膨胀，离我们越远的星系看起来越红，因为它们的光在穿越遥远的、不断延伸的宇宙距离到达我们的望远镜时会被拉伸。这为天文学家提供了一种标记宇宙中事物存在时间的简单方法，称为红移。
但是，这也意味着红移值越高的目标实际上看起来是红色的，甚至主要以红外线发光。因此，数十亿年前看起来明亮的蓝色星系，在我们相机中可能看起来是明亮的红外光。这是 JWST 的独特优势——因为它以红外线观察宇宙，所以能够探测到这些遥远、红色的星系。而且，这个望远镜比过去的空间工具要大，在望远镜领域，越大真的越好。
借助哈勃太空望远镜（它可以看到可见光和近红外光）的先前数据，天文学家们已经知道我们在宇宙中存在约 110 亿年前的有趣且多样的星系。但是，要找出像银河系那样的旋臂和圆盘状核球何时首次形成，研究人员需要将磁带再往前回拨一点。
墨尔本大学天文学家、与新发现无关的研究员Benji Metha说：“我们不知道早期宇宙发生了什么才产生了盘状和核球状结构，也不知道它何时、何地、如何发生的——直到 JWST 出现，我们才有了了解它的方法。”“我们可以将这些（星系）观测用作化石记录，深入挖掘历史，看看在宇宙仍在构建过程中时，这些星系中存在哪些特征。”
该团队使用 JWST 收集了 850 个星系的图像，并将它们分类为典型的星系形状：盘状（如我们自己的旋涡星系）、团块状、不规则状，或这三者的组合。所有数据都是手动分析的，天文学家们仔细检查了每一个文件。“我喜欢这篇论文的一点是它的‘人性化’，”Metha 说。他解释说，一个世纪前，美国天文学家埃德温·哈勃使用加州的威尔逊山天文台对不同类型的附近星系进行分类，创建了大多数天文学家今天使用的分类系统。“其核心是，这篇论文使用了哈勃使用的完全相同的方法：看一些图片，然后写下你看到的东西，”Metha 补充道。
该国际研究团队发现了大量的盘状星系，它们可能是像银河系这样的星系的前身。他们还发现了大量的星系，这些星系是大质量星系的引力场靠得太近，扰动了彼此的恒星，甚至完全合并的迹象。
“我们在大爆炸后不到十亿年的宇宙时间里看到了各种各样的结构，”UT Austin 的天文学家Olivia Cooper说。她说，这些新图像“展示了我们使用 JWST 所能做到的一切，并暗示了一个比我们想象的更早拥有演化星系的宇宙。”
宇宙年轻时就存在如此多样化的星系，这一点令人困惑，这肯定会让天文学家们忙于构建更好的模型来了解这些宇宙实体是如何形成和成长的。这项研究还表明，要看到第一批星系，专家们将需要继续回放那盘磁带，并不断突破 JWST 能够窥探宇宙过去的最远距离。
