科学探索|在深空发现类似银河系的星系令天文学家困惑不已
120亿年前 ， 当整个空间还只是一个刚刚起步的婴儿宇宙时 ， 一个让人联想到银河系的年轻星系正在宇宙深处焕发出勃勃生机 。天文学家通常认为这个早期宇宙是一个混乱的地方 ， 是一个极端的环境 ， 星系是不稳定的 ， 暴力的 。新的研究表明 ， 这些假设可能是不正确的 ， 并且为星系如何形成提供了新的见解 。
在周三发表在《自然》杂志上的一项新研究中 ， 智利阿塔卡马大毫米/亚毫米波阵列（ALMA）对SPT-S J041839-4751.9（简称SPT0418-47）的观测结果显示 ， 这个婴儿星系的特征与我们自己更成熟的银河系相似 。来自该星系的光线花了120亿年才到达我们这里 。这意味着天文学家正在回望一个在宇宙诞生后不到15亿年就形成的星系 。
之前的建模和观测结果让天文学家推测 ， 宇宙诞生后的那段时间是动荡不安的 。早期的星系很可能是互相撞击、合并 ， 形成大而无序的恒星团 。它们不应该稳定下来成为整齐的、平坦的圆盘 。但SPT0418-47却做到了 ， 这是一个相当大的惊喜 ， 颠覆了我们对宇宙早期宇宙活动的一些信念 。
这一结果代表了星系形成领域的突破 ， 表明我们在附近的螺旋星系和银河系中观察到的结构在120亿年前就已经存在了 ， 因为SPT0418-47离我们很远 ， 所以在天空中很难找到它 ， 因为它的光线很微弱 。为了找到并描述SPT0418-47 ， 研究小组利用了一种被称为 "引力透镜 "的现象 。来自遥远星系的光并不是沿着直线传播到地球的--它在来的路上受到引力的影响 。当它传到我们的望远镜时 ， 附近的星系会扭曲和重塑来自更遥远星系的光 。
但透镜可以帮助探测 。利用这项技术和ALMA望远镜 ， 研究人员能够放大来自SPT0418-47的光线 ， 并提高分辨率来观察这个年轻星系的特征 。透镜的效果意味着ALMA获得的图像显示SPT0418-47是一个咄咄逼人、火热的索伦之眼型环 ， 是一个包含数十万颗恒星的完美光圈 。
研究小组利用计算机建模技术 ， 将SPT0418-47的引力透镜、环形图像 ， 重建了如果我们的望远镜足够强大 ， 自己能看到那么远的星系会是什么样子（如下视频所示） 。建模以一种令人惊讶的方式重塑了这个星系 。重建显示 ， SPT0418-47并没有我们习惯在银河系中看到的大型螺旋臂 ， 但它确实有一个圆盘和中心的巨大隆起 ，
它的质量只有银河系的25% ， 大小只有银河系的一半 。但它在身材上的不足 ， 却在星力上得到了弥补 。SPT0418-47恒星形成率相当于我们350个太阳的质量 ， Martell称之为 "巨大" 。她指出 ， 相比之下 ， 银河系的恒星形成率每年只有1.6个太阳质量 。西蒙娜-维盖蒂指出 ， 如此之大的恒星形成率 "相当令人费解" ， 因为它标志着SPT0418-47是一个高能量过程的场所 。据推测 ， 这将导致更多的无序 ， 但SPT0418-47即使在所有这些活动中仍然保持冷静和平静 。
这个年轻的星系不会像我们今天熟悉的那些星系一样 ， 演化成银河系型的螺旋星系 。相反 ， 研究人员认为它将会成为像Messier 87那样的椭圆星系 ， 在那里拍摄到了第一个黑洞的图像 。
【科学探索|在深空发现类似银河系的星系令天文学家困惑不已】
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