大爆炸後 20 億年內發現成熟恆星棒狀結構，或解釋大型橢圓星系起源

理論上需數十億年時間才成形的恆星棒狀結構，卻在大爆炸後不到 20 億年被韋伯太空望遠鏡發現。

恆星棒（Stellar bar）是橫跨成熟星系中心由恆星組成的長條狀結構，當它們旋轉，會像漏斗一樣將氣體輸往中心，觸發大量恆星形成、餵養中央黑洞，幫助形成致密星系核心。

傳統認為恆星棒形成速度相當緩慢，通常需數十億年才會出現，此外早期星系氣體含量極高，一般被認為反而抑制或延緩恆星棒形成，然而韋伯望遠鏡最近卻在大爆炸後 20 億年內出現的巨大星系 GN 20 中，發現跨越 7,000 秒差距的清晰恆星棒結構。

根據現有理論，GN20 恆星棒不該存在，3 大不利條件包括：恆星棒強度高，容易因自身重力崩解、成長到 7,000 秒差距規模需極長時間、星系內大量氣體應抑制棒狀結構形成。

但新研究表明這些障礙可能被單一因素克服：星系內盤強烈的紊流氣體提供足夠支撐力，使恆星棒得以形成並維持穩定。

餵養超大質量黑洞並加速星系演化

韋伯望遠鏡觀測顯示 GN20 恆星形成主要集中在兩處：恆星棒與南邊外盤交界處，以及星系中心，棒狀結構將大量氣體送向中心驅動核區恆星爆發的同時餵養超大質量黑洞，解釋了 GN20 星系極高恆星形成率（每年超過 1,000 倍太陽質量）。

團隊還提出一個重要推論，與 GN20 類似的高紅移星系不僅是星系演化階段之一，棒狀結構驅動恆星形成機制可以解釋宇宙另一道謎題，即當今所見巨大但已熄火（不孕育新恆星）的橢圓星系如何形成：當原星系氣體快速耗盡，星系便提早停止恆星形成並陷入安靜。

我們的銀河系早期可能也曾經歷「棒驅動氣體內流」階段，只是當時恆星形成率與規模比 GN20 低很多，因此未演變成迅速走向完全熄滅的橢圓星系。

團隊論文尚未發表至期刊，可先於論文預印網站《arXiv》閱覽。

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（首圖僅為示意圖，來源：pixabay）