

天文学家在遥远的宇宙中发现了一个有趣的现象——一个与银河系非常相似的星系——这对星系如何演化的关键理论提出了挑战。
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这个遥远的星系被称为ceers-2112,是由一个国际团队使用詹姆斯韦伯太空望远镜发现的。
和我们的星系一样,新发现的ceers-2112是一个棒旋星系,也是迄今为止观测到的距离最远的星系。结构中心的棒状结构是由星星构成的。
Ceers-2112是在大爆炸创造宇宙(估计有138亿年的历史)后不久形成的,21亿年后,这个星系的独特结构已经形成。
考虑到地球和宇宙早期物体之间的距离,当韦伯这样的望远镜观测来自遥远宇宙的光时,实际上就像在看过去。
该研究的主要作者卢卡·科斯坦丁在一份声明中说:“出乎意料的是,这一发现表明,与我们自己的星系相似的星系在117亿年前就已经存在了,当时宇宙只有15%的生命。”他是位于马德里的西班牙国家研究委员会Astrobiología中心的博士后研究员。
天文学家们惊讶地发现,在其他星系更加不规则的时候,却发现了这样一个秩序井然、结构有序的星系。虽然大质量螺旋星系在银河系附近很常见,但情况并非总是如此。
韦伯高度灵敏的光探测能力使这一发现成为可能,它正在改变科学家对星系形成和宇宙起源阶段的理解。
“发现ceers-2112表明,早期宇宙中的星系可能和银河系一样有序,”该研究的合著者亚历山大·德拉维加(Alexander de la Vega)在一份声明中说,他是加州大学河滨分校的博士后研究员。“这是令人惊讶的,因为早期宇宙中的星系要混乱得多,很少有星系具有与银河系相似的结构。”
11月8日发表在《自然》杂志上的一项详细研究结果。
天文学家认为,像银河系这样的棒旋星系直到宇宙至少达到现在年龄的一半才出现,因为人们认为,星系内大量恒星的聚集形成中心棒状星系需要数十亿年的星系演化。
当螺旋星系中的恒星以一种有序的方式旋转时,这些条形就形成了,就像它们在银河系中那样。直到现在,天文学家还不相信早期星系有足够的稳定性来形成或持续。
但ceers-2112的发现表明,这种进化只花了大约10亿年或更短的时间,de la Vega说。
“几乎所有的棒子都是在螺旋星系中发现的,”de la Vega说。“ceers-2112中的条形图表明,星系成熟和有序的速度比我们之前认为的要快得多,这意味着我们关于星系形成和演化的理论的某些方面需要修正。”
De la Vega认为,天文学家需要通过计算最早星系中包含的暗物质的数量来改变他们关于星系如何形成和演化的理论模型。
虽然暗物质从未真正被探测到,但据信它占宇宙总物质的85%——这是欧洲航天局欧几里得望远镜设计用来绘制的。暗物质可能在这些条形星系的形成中发挥了作用。
这一发现还表明,尽管最古老的星系要小得多,但在早期星系中也可以探测到条状星系。
“ceers-2112的发现为在年轻的宇宙中发现更多的酒吧铺平了道路,”de la Vega说。“最初,我认为探测和估计像ceers-2112这样的星系中的棒状物质的性质会充满测量的不确定性。但詹姆斯·韦伯太空望远镜的强大功能和我们研究团队的专业知识帮助我们对酒吧的大小和形状施加了严格的限制。”