120 億光年外,發現早期宇宙最像銀河系的年輕星系

作者 | 發布日期 2020 年 08 月 17 日 16:52 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


天文學家一直夢想著能在早期宇宙發現構造類似現代星系的年輕星系,然而當最近真的找到了,卻又訝異於該星系太過早熟──距離我們 120 億光年遠,也就是說這個星系在宇宙 14 億歲(根據最新估算,當今宇宙年齡為 134 億歲)時就發展出成熟結構。

像銀河系這種擁有漂亮圓盤、中心凸起的螺旋星系代表已是發展成熟的星系,而正在發展的年輕星系應該會一盤混亂、缺乏與銀河系相似的獨特結構。為了觀察嬰兒星系誕生於宇宙何時,天文學家需要利用極強大的望遠鏡如:阿塔卡瑪大型毫米波及次毫米波陣列(ALMA)來回首。

然而根據 ALMA 數據,天文學家居然在 120 億光年外發現很像銀河系的年輕星系 SPT0418-47,已經擁有清晰的平坦旋轉圓盤與中心凸起,質量也類似銀河系,與早期宇宙星系應該都不太穩定的理論相矛盾。

不過 ALMA 是先利用重力透鏡效應找出 SPT0418-47 星系,因此原圖像看起來像個光環(見下圖),研究團隊後續以電腦模擬重建出星系的形狀。

▲ SPT0418-47 星系在重力透鏡效應下呈現的形狀。(Source:歐洲南方天文台

雖然 SPT0418-47 沒有螺旋臂,預計之後會演變為橢圓星系,但已至少是宇宙壽命前 10% 最類似銀河系的星系,並讓科學家認知到星系從年幼到成熟的結構變化或許沒有想像大,也可能說明在銀河系附近的其他螺旋星系已成形 120 億年之久。

未來 ESO 歐洲極大望遠鏡(European Extremely Large Telescope,E-ELT)將更進一步研究早期宇宙,希望能弄清類似 SPT0418-47 的年輕星系在當時有多常見。新論文發表在《自然》(Nature)期刊。

(首圖來源:歐洲南方天文台

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