據物理學家組織網7月18日報道,天文學家18日宣布,他們用哈勃望遠鏡首次探測到一個宇宙早期形成的螺旋星系,距今約107億年,比其他許多螺旋星系早了幾十億年。研究人員表示,這一發現促使人們重新思考大爆炸之后星系是如何形成的。該發現發表在7月19日的《自然》雜志上。
哈勃望遠鏡拍下了約300個早期宇宙形成的遙遠星系。這一最古老星系叫做BX442,根據其距離測算,它形成于大爆炸之后約30億年,這里發出的光到達地球要花107億年。它比其他早期宇宙中的星系要大得多,據分析,宇宙中這種質量的星系只占約30%。
“早期宇宙中的星系看起來很奇怪,是一塊塊的,不規則也不對稱。”論文合著者、加州大學洛杉磯分校(UCLA)物理與天文學副教授艾麗斯·夏普利說,“大多數古老星系看起來就像火車殘骸。”在早期宇宙中,星系經常撞在一起,星系間氣體沉降下來,將恒星滋養得越來越大,那時恒星和黑洞成長的速度比今天要快得多。
現在宇宙中的星系分許多類型,包括螺旋星系,比如銀河系是一個旋轉著的大圓盤,由恒星和氣體組成;橢圓星系,其中包含更古老的紅色恒星,它們隨機運動;混合星系,存在于宇宙早期,其中包含的星系更多樣化,而且不規則。論文領導作者、多倫多大學鄧拉普天文與天體物理學院博士后大衛·羅說:“目前的觀點認為,這種‘宏觀設計’螺旋星系不可能存在于早期宇宙中。”“宏觀設計”星系是指有著突出的、形狀優美的螺旋手臂的星系。
“BX442看起來離得并不遠。”夏普利說,為了確定這不是兩個星系在照片中碰巧連在了一起,他們用夏威夷W.M.凱克天文臺的OSIRIS(光學光譜儀與紅外成像系統)攝譜儀,進一步分析了圍繞BX442的約3600個位點發出的光譜,最終確定它是一個旋轉著的螺旋星系。
“當我們拿到星系光譜圖,一眼看到它的螺旋手臂時,第一感覺是被照片誤導了,這可能只是個幻覺。”夏普利說,但他們還在星系中心發現了有巨大黑洞存在的證據,可能黑洞對BX442的進化起了一定作用。
夏普利說,BX442看起來更像今天宇宙中的普通星系,而在早期宇宙中十分稀有,它代表了早期混亂星系和旋轉螺旋星系之間的一種聯系。“它有可能揭示在每個產生‘宏觀設計’螺旋結構的宇宙時期,合并作用的重要性。”
研究人員表示,他們還將繼續研究BX442。“我們希望以其他波長拍下它的照片,這樣可以判斷出該位置的星系屬于哪種類型,并繪制出BX442內的恒星及氣體混合物。”夏普利說。(新華網)