隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步得出的數(shù)據(jù)對(duì)一直以來(lái)的巨型星系的形成等假設(shè)受到了挑戰(zhàn)。XMM-2599星系就是一個(gè)例子，XMM-2599在宇宙不到10億年的時(shí)候形成了它的大部分恒星，然后在宇宙只有18億年的時(shí)候變得不活躍。這使天文學(xué)家一直認(rèn)為巨型星系不能在早期宇宙中形成的假設(shè)受到了挑戰(zhàn)。

很久以前，在宇宙的早期，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)星系，從宇宙形成的時(shí)間來(lái)看，這個(gè)星系似乎發(fā)展得過(guò)于成熟。它被稱為SPT0418-47，潛伏在124億光年之外——當(dāng)時(shí)宇宙只有14億年。

這個(gè)星系很特殊，因?yàn)樗c我們的銀河系十分相似。雖然它沒(méi)有螺旋星系特有的彎曲臂，但它確實(shí)由一個(gè)扁平的旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)組成。它的質(zhì)量與銀河系相似，而且更令人震驚的是，它具有一個(gè)核球（銀河系主要由核球、銀盤(pán)和銀暈組成），是普遍存在于大多數(shù)旋渦星系中心的密集恒星團(tuán)。

雖然我們發(fā)現(xiàn)了更早的旋轉(zhuǎn)盤(pán)星系，但SPT0418-47是我們發(fā)現(xiàn)的最早的具有核球的星系。有看法稱星系的形成和演化其實(shí)與認(rèn)為的完全不同，而上述事實(shí)似乎提供了證據(jù)。

德國(guó)馬克斯普朗克天體物理研究所的天體物理學(xué)家弗朗西斯卡·里佐說(shuō)：“這一結(jié)果代表了星系形成領(lǐng)域的突破，表明我們?cè)诟浇穆菪窍岛豌y河系中觀測(cè)到的結(jié)構(gòu)在120億年前就已經(jīng)存在?！薄?/p>

回到宇宙的嬰兒期，混沌初開(kāi)。星系往往是熾熱的、團(tuán)塊狀的，恒星肆意無(wú)序地運(yùn)行——天文學(xué)家認(rèn)為很可能是因?yàn)樗鼈兿嗷ヅ鲎苍斐傻摹?/p>

但最近的發(fā)現(xiàn)開(kāi)始描繪出一幅更為復(fù)雜的圖景。遠(yuǎn)眺太空是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的工作，但不斷進(jìn)步的技術(shù)和新觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展相結(jié)合，有助于天文學(xué)家了解那些遙遠(yuǎn)而陰暗的領(lǐng)域。

SPT0418-47相對(duì)來(lái)說(shuō)比較陰冷黑暗，很難單獨(dú)觀測(cè)到；它的出現(xiàn)是定位的巧合。在我們和SPT0418-47之間的第二個(gè)星系，創(chuàng)造了引力透鏡（引力透鏡效應(yīng)是愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論所預(yù)言的一種現(xiàn)象。由于時(shí)空在大質(zhì)量天體附近會(huì)發(fā)生畸變，使得光線經(jīng)過(guò)大質(zhì)量天體附近時(shí)發(fā)生彎曲。如果在觀測(cè)者到光源的直線上有一個(gè)大質(zhì)量的天體，則觀測(cè)者會(huì)看到由于光線彎曲而形成的一個(gè)或多個(gè)像，這種現(xiàn)象稱之為引力透鏡現(xiàn)象。）。

由于前景星系（引力透鏡現(xiàn)象中的大質(zhì)量天體）的質(zhì)量非常之高，它會(huì)使周?chē)臅r(shí)空發(fā)生彎曲，導(dǎo)致光線沿著彎曲的路徑傳播——這就產(chǎn)生了一個(gè)放大的、環(huán)形的SPT0418-47版本，使用智利的阿塔卡瑪大型毫米波天線陣進(jìn)行成像。

隨后，天體物理學(xué)家利用一種新的計(jì)算機(jī)建模技術(shù)，煞費(fèi)苦心地重建了光環(huán)及其氣體的運(yùn)動(dòng)，以計(jì)算出更遙遠(yuǎn)的星系的形狀。他們期待著發(fā)現(xiàn)一些相對(duì)混亂的情況，但出現(xiàn)的情況卻不如人所愿。

事實(shí)上，SPT0418-47是迄今為止在宇宙壽命的前10%發(fā)現(xiàn)的最像銀河系的星系。

馬克斯普朗克天體物理研究所的天體物理學(xué)家西蒙娜·維蓋蒂說(shuō)：“我們的發(fā)現(xiàn)相當(dāng)令人費(fèi)解；盡管恒星的形成速率很高，因此是高能過(guò)程的所在地，但SPT0418-47是早期宇宙中觀測(cè)到的最有序的星系盤(pán)?！薄?/p>

“這一結(jié)果相當(dāng)出乎意料，對(duì)我們認(rèn)為星系如何演化具有重要意義?！?/p>

研究人員認(rèn)為SPT0418-47不太可能繼續(xù)演化成螺旋星系。它更有可能繼續(xù)沿著橢圓星系形態(tài)的路徑前進(jìn)，橢圓星系形態(tài)比螺旋星系更平滑、更圓，但在局部宇宙中也很常見(jiàn)。

這個(gè)星系在很久以前就已經(jīng)形成了，這是另一個(gè)證據(jù)，表明早期宇宙中的星系形成過(guò)程并不像我們的星系形成模型所顯示的那樣需要很長(zhǎng)時(shí)間。

在過(guò)去的幾年里，在早期宇宙中發(fā)現(xiàn)了比我們想象的更多的大質(zhì)量星系、超大質(zhì)量星系和類星體星系。

現(xiàn)在我們可以在這個(gè)組合中加入一些“結(jié)構(gòu)特殊的”星系，這意味著在那些動(dòng)蕩的早期，發(fā)生的事情比任何人想象的要多得多，我們的星系演化模型可能需要大修。

在未來(lái)的研究中，使用更強(qiáng)大的幾代望遠(yuǎn)鏡，以及現(xiàn)有的和尚待開(kāi)發(fā)的技術(shù)，可以將那些黑暗和遙遠(yuǎn)的星系帶入光明之中。

by: MICHELLE STARR

FY: Thom

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