具足成年星系形态 新发现幼儿星系异常早熟
星系示意图。（ShutterStock）
【大纪元2021年03月02日讯】（大纪元记者笛睿编译报导）2月12日发表于《自然》（Science）期刊的一份研究发现，星系ALESS 073.1在宇宙诞生仅12亿年的时候，已经具备了只有相当成熟的星系才有的像位于中心的大鼓包、清晰的旋臂等特征。现有的星系成形理论对此无法作出解释。
科学家观察到的星系有很多形态，大小各异，也有很多不同的颜色，还具有很多不同的结构部件，像星系转盘、旋臂，以及位于星系中心的“鼓包”等结构。
当代天文学主流理论认为，在宇宙的初期，刚诞生的星系内部是一片混乱无序的状态，在长期的演化过程中，才能逐步发展出中心的鼓起、旋臂这样的结构。
这份由英国卡迪夫大学（Cardiff University）引领的团队，使用阿塔卡玛大毫米波阵列望远镜（ALMA）分析来自宇宙早期的信号探索遥远、早期的宇宙内的星系。
因为来自遥远宇宙地带的光波信号需要很长时间才能抵达地球，所以望远镜看到的这些信号意味着它们是这些星系早期的形象。研究人员称，ALMA望远镜犹如一部“时间机器”，带他们回到过去观察宇宙。
这份研究观察到的是ALESS 073.1星系在宇宙诞生后仅12亿年时期的形象。研究称，这次得到的是有史以来最清晰、最直观的一份图像，能够看到这个星系内部结构的细节。
“我们发现它有一个巨大的‘鼓包’、常规的星系转盘、甚至可能有几个旋臂，而这个图像所处于的时期，是在宇宙仅有今天10%年龄的时期。”这份研究的主要作者莱利（Federico Lelli）说。
“换句话说，这个星系看起来已经成年，可是它应该还只是个儿童。”
合作研究者戴维斯（Timothy Davis）说：“这项了不起的发现对现有的星系演化理论提出挑战，因为我们认为这些特征只有非常成熟的星系才会有，年轻的星系不可能具有。”
天文学家认为，“鼓包”是成熟星系的一项重要特征，通常是位于一个星系的中心，大量恒星紧凑地聚集在这个区域形成的形态。传统理论猜测，这种鼓包结构是星系内部演化的一种特定的过程，由小星系缓慢地合并而来。然而，对ALESS 073.1的分析显示，它的鼓包形成的过程非常快，星系里面一半数量的恒星都在它的鼓包区域里面。
旋臂也是目前天文学家认为只有成熟的星系才具有的特征，就像我们所在的银河系。可是星系ALESS 073.1在那样早期的阶段竟然也出现了很有规律的旋臂结构。
莱利说：“像ALESS 073.1这样的星系，真是颠覆了我们对星系成形理论的认知。” ◇
责任编辑：朱涵儒