随着早期宇宙中发现了更加成熟和有序的星系,宇宙学家可能不得不重新思考星系演化理论。 图片来源:NASA / ESA / CSA / Joseph Olmsted (STScI) 插图
想象一下,考古学家在挖掘一个古老的洞穴时,他们相信在那里会看到原始的类人猿祖先,但却发现了一块与现代人类几乎没有区别的化石。
这可能就是天文学家发现一个类似于银河系的演化星系时的感受。,但点亮当时宇宙只有七亿年的历史。鉴于大多数科学家相信宇宙是今天,那个时期仍然可以被认为是宇宙的幼儿时代,即大爆炸后不久。
利用位于智利阿塔卡马沙漠的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)天文台,研究人员发现了一个看起来与当代星系一样有序的星系。研究小组将这个宇宙神童命名为REBELS-25,并相信它是迄今为止发现的最遥远的旋转盘状星系。研究结果是发表在英国皇家天文学会每月通知周一。
荷兰莱顿大学论文合著者杰奎琳·霍奇 (Jacqueline Hodge) 表示:“根据我们对星系形成的理解,我们预计大多数早期星系都是小而杂乱的。”一份声明。
这一发现不仅打破了记录,而且还提供了越来越多的证据,这要归功于,这表明宇宙学家需要修正他们之前关于星系演化的观念。直到最近,理论学家还相信像银河系这样优雅的星系——例如拥有旋转的圆盘和旋臂——需要数十亿年的演化。
天文学家在大爆炸后仅 7 亿年就发现了一个旋转盘状星系,称为 REBELS-25。 图片来源:ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / L. Rowland 等/ESO / J. Dunlop
REBELS-25(ALMA 再电离时代明亮发射线巡天计划的缩写)与我们的家乡星系有多么相似,可能很快就会变得更加清晰。该研究发现了其他成熟特征的迹象,例如中央细长杆和旋臂。研究小组打算对这个古老星系进行后续研究,以证实这些特征。
如果这种结构得到证实,REBELS-25将成为已知最遥远的棒旋星系。这将击败纪录保持者,去年才发现的韦伯望远镜。这次探测将 Ceers-2112 定位在大爆炸后 20 亿年。
可混搭光速
天文学家此前认为,星系需要数十亿年的时间才能变得足够稳定,以形成所谓的“条带”,即穿过星系核心的恒星和气体带。当星系核附近恒星的轨道变成不稳定且伸展。可以这么说,随着恒星轨道变大,它们开始排成一条线。
当它们的引力聚集更多附近的恒星时,条状体就会变大。最终,银河系中心的大部分恒星都被困在了酒吧里。当天文学家检测到星条时,他们通常将其解释为意味着星系已达到稳定阶段。
不久前,NASA 宣布棒旋星系是“后来者”基于宇宙演化调查的宇宙。这项研究由帕萨迪纳加州理工学院斯皮策科学中心的卡蒂克·谢思 (Kartik Sheth) 领导,观察了来自一个星系的 2000 多个螺旋星系。人口普查。
该样本发现 70 亿年前的类银河系要少得多,当时宇宙的年龄约为当前年龄的一半。根据研究,在遥远的过去,只有 20% 的螺旋星系拥有棒状体,而现代同类星系中则有近 70% 拥有棒状体。先前的研究。这些观察结果使天文学家得出结论,即使是接近时间黎明的巨大星系也会是这样的。更块状,结构不明确。
螺旋星系通常有一个旋转盘,其旋转“臂”从致密的中心延伸出来。 图片来源:ESA / Hubble & NASA / ESO / J. Lee / PHANGS-HST 团队
不过,哈勃望远镜也有局限性,只能观测到大约八九十亿年前。随着韦伯望远镜灵敏度的提高,探测到因宇宙膨胀而延伸到红外线的光,研究人员在更早的时候就看到了棒的形成。
英国达勒姆大学领导的一个研究小组利用韦伯数据研究了星系中棒的形成,就像它们在 8 到 115 亿年前的样子一样。根据他们的说法,在采样的 368 个盘状星系中,这些科学家看到的条状星系数量是哈勃望远镜的两倍纸四月出版。
REBELS-25 论文的主要作者 Lucie Rowland 表示,这个古老星系虽然不符合早期星系的轮廓,但却名副其实。
她说:“看到一个与我们的银河系如此相似、且以自转为主导的星系,挑战了我们对早期宇宙中的星系演化为当今宇宙有序星系的速度的理解。”