天文學家發現極為遙遠星系 類似銀河系

文:蕭路

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【大紀元2020年08月17日訊】據德國馬克斯普朗克天體物理研究所(Max Planck Institute for Astrophysics)的報導,天文學家使用阿塔卡馬大型毫米射電望遠鏡陣列(ALMA)發現了一個極為遙遠的星系,看起來像我們的銀河系

新發現的星系距離我們很遙遠,根據它的紅移,科學家判斷它應該是在宇宙衹有14億年年齡時就存在了。目前宇宙演化模型認爲,這麽早期宇宙中的所有星系都應該是混亂且不穩定的。令人驚訝的是,新發現的星系很像我們的銀河系,非常規整穩定。

這一出乎意料的發現挑戰了人類對星系形成方式的理解,為人類對宇宙的歷史提供了新的見解。

文章第一作者、馬克斯普朗克研究所的博士研究生Francesca Rizzo說:「這一結果代表了星系形成領域的一項突破。這表明我們附近的旋渦星系,包括銀河系在內的星系結構早已存在,至少在120億年前就有了。」

新發現的星系編號為SPT0418-47。雖然它似乎沒有旋臂,但它至少具有銀河系的兩個典型特徵:星系盤和中心核球。這是首次在早期宇宙的星系中看到中心核球,因此SPT0418-47看起來就像遙遠宇宙中的另一個銀河系。

文章合作者、荷蘭格羅寧根大學(University of Groningen)的Filippo Fraternali教授說:「最驚奇的是發現這個星系實際上與它附近的星系非常相似,這與現有理論模型和先前粗略的觀測結果完全相反。」

研究像SPT0418-47這樣的遙遠星系對人類了解星系如何形成和演化至關重要。由於這個星系距離我們如此之遙,光速都需要120億年才能到達地球,因此這些遙遠星系反映了宇宙早期這些星系剛剛開始形成和演化的時代。

由於這些星系太遙遠了,即使是目前最強大的望遠鏡也無法進行詳細觀測。不過,研究團隊巧妙利用了一種被稱爲引力透鏡的現象。這是由於如果遙遠星系發出的光恰好經過了地球附近的星系,那麽附近星系的引力會使來自遙遠星系的光線發生偏折,就像放大鏡一樣。

受到引力透鏡作用的遙遠星系會由於光綫偏折形成近似圓形的光環。研究團隊使用一種新的計算機建模技術,根據ALMA數據重建了遙遠星系的真實形狀。

Rizzo說:「當我第一次看到SPT0418-47的重建圖像時,我簡直不敢相信:一個藏寶箱正在打開,」

「我們發現非常令人困惑:儘管SPT0418-47形成的恆星速度很高,因此其中應該有非常高能的物理過程,但它是在早期宇宙中觀察到的最有序的星系盤。」文章合作者、馬克斯普朗克研究所的研究員Simona Vegetti說,「這一結果是出乎意料的,並且對我們認為星系的發展具有重要意義。」

這項新研究發表於2020年8月12日的《自然》雜志上。

責任編輯:林妍

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