一个由多国科研人员组成的团队，借助美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST），对九个遥远且巨大的成熟星系展开了深入研究。这些星系在数十亿年前就停止了恒星形成活动。研究结果令人惊讶：这些星系中可能隐藏着远超此前预估的相对较小恒星，其恒星总质量或许比之前估计的多出数倍。
长期以来，天文学家一直认为，早期宇宙中最大质量的星系所含低质量恒星的比例，与银河系等质量较小的星系大致相当。然而，此次新测量结果却对这一传统认知发起了挑战。研究显示，早期宇宙中那些质量最大的星系，其内部低质量恒星的比例要大得多。例如，样本中有一个星系格外引人注目，它可能在宇宙大爆炸发生后不到15亿年就已形成，而其质量可能是此前估计的四倍之多。
为了探寻这些暗淡恒星群体的踪迹，天文学家把每个星系的光分解成光谱。光谱中颜色的细微差异能够揭示出星系中存在何种类型的恒星。通常情况下，大质量、高亮度的恒星在光谱中占据主导地位，这使得暗淡得多的低质量恒星的特征很难被分离出来。宾夕法尼亚州立大学的研究人员在此次研究中贡献了专业知识，他们在对星系系统探测到的光进行建模方面发挥了重要作用。
莱顿大学的一位博士生形象地比喻道，如果把星系比作一座城市，那么最亮的恒星就如同从远处一眼就能看到的摩天大楼。而新的模型表明，大量的低质量恒星被那些罕见的亮星所掩盖，就像隐藏在摩天大楼之间的房屋一样。正因如此，这个星系的实际质量比之前估计的要大得多。
这一发现对于理解早期宇宙具有至关重要的意义。自詹姆斯·韦伯空间望远镜开始运行以来，天文学家已经发现了一些在大爆炸后不久就已存在、质量大得惊人且相当成熟的星系。人们原本认为，这些早期星系会演变成此次研究中所考察的那类星系。然而，如今为这些早期大质量星系添加上多达四倍的恒星，无疑会进一步加剧现有的矛盾。因为如果这些星系包含的低质量恒星数量远多于之前所认知的，那么它们的总恒星质量可能也被严重低估了。研究人员表示，星系形成模型必须解释如此庞大的小恒星群体是如何在宇宙历史的早期形成的。
领导这项研究并担任莱顿天文台河外天文学教授的玛丽斯卡·克里克指出，这一结果表明，隐藏在低质量恒星中的质量比之前认为的要多得多，这对天文学的许多领域都将产生影响。例如，由于许多行星围绕低质量恒星运行，这甚至可能意味着早期宇宙中形成的行星数量比我们之前假设的要多。
在接下来的几年里，研究人员计划将同样的研究方法应用于更早期的星系，从而更接近宇宙第一代恒星和星系出现的时期，进一步揭开早期宇宙的神秘面纱。
相关知识：小恒星一般指质量小于太阳一半的恒星，其表面温度较低，颜色多呈红色，像红矮星就属于小恒星。这类恒星的核聚变反应速率较慢，寿命极长，可达数百亿甚至上千亿年，在宇宙中数量众多，是最常见的恒星类型之一，离太阳系最近的比邻星便是小恒星。
