破纪录的古代旋转星系挑战宇宙演化理论

天文学家发现了有史以来最早的强烈旋转星系，它组织良好，而不是混乱的，对宇宙演化理论具有挑战性。

当您通过我们网站上的链接购买时，我们可能会赚取联属佣金。这是它的工作原理。

迄今为止发现的最遥远、也是最早的旋转盘星系让天文学家感到惊讶，并可能挑战我们的星系演化理论。它不仅似乎在宇宙中存在得太早而无法强烈旋转，而且该星系还显示出类似于高度进化的“现代”星系（如我们的银河系）的旋臂的迹象。

这个被命名为 REBELS-25 的星系被认为是在大爆炸之后仅 7 亿年，而天文学家预计当时的星系又小又乱。正如它的名字一样，这个叛逆的星系通过显得有序而不是混乱来反抗这一趋势。

REBELS-25 是由一组天文学家使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 (ALMA) 发现的，该阵列是位于智利北部阿塔卡马沙漠地区的 66 台射电望远镜网络。

“根据我们对星系形成的理解，我们预计大多数早期星系都是小而杂乱的，”团队成员、荷兰莱顿大学天文学家杰奎琳·霍奇在一份声明中说道。

相关：詹姆斯·韦伯望远镜将宇宙学带到了一个转折点。它很快就会揭示新的物理学吗？

一个整洁的叛逆青年

像138亿年宇宙中的银河系这样的现代星系已经用了数十亿年的时间形成了独特的形状和特征，例如引人注目的旋臂。

在早期宇宙中，在组织变得可用之前，天文学家期望看到混乱且块状的星系。这些早期星系预计将在数十亿年的时间里形成当代星系的形状，因为它们进行了一系列的碰撞和合并，以极其缓慢的速度发展出盘状和旋臂等特征。

REBELS-25 的发现，当时宇宙的年龄仅为当前年龄的 5%，这让这个时间尺度受到质疑。

“看到一个与我们的银河系如此相似，并且强烈地以自转为主导的星系，挑战了我们对早期宇宙中的星系演化为当今宇宙有序星系的速度的理解，”研究小组负责人、同样来自莱顿的露西·罗兰(Lucie Rowland)大学在同一份声明中说。

当天文学家第一次用 ALMA 发现 REBELS-25 时，这个星系已经被认为是令人着迷的，因为它显示出旋转的迹象。然而，这项初步调查的分辨率不够高，无法证实这确实是有史以来最遥远、强烈旋转的星系。

为了更精确地揭示这个早期星系的结构和运动，研究小组继续使用 ALMA 对其进行研究，但这次的分辨率更高。这表明 REBELS-25 中的气体既向地球移动又向远离地球移动。这是可能的，因为一种称为蓝移和红移的现象。

当光源向地球移动时，该光的波长被压缩。这会将光“转移”到电磁波谱的短波长“蓝端”。因此，朝我们移动的光源会发生“蓝移”。另一方面，如果光源远离我们，它发出的光的波长就会被拉伸，从而将其移向电磁波谱的“红端”。

这项新研究证实，REBELS-25 是一个破纪录的星系，是迄今为止发现的最早、距离最远、强烈旋转的星系。

英国利物浦约翰摩尔斯大学的团队成员伦斯克·斯密特在同一份声明中表示：“ALMA 是现存唯一具有实现这一目标的灵敏度和分辨率的望远镜。”

REBELS-25 似乎还有其他尚未完全透露的惊喜。例如，早期星系似乎具有与大约 136 亿年历史的银河系相似的特征。其中包括一个细长的恒星“中心条”，暗示它甚至可能拥有旋臂。这将导致 REBELS-25 打破另一项记录，成为有史以来最遥远、最早的螺旋星系。目前的记录保持者是“Cheers-2112”，由詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 观测到，当时宇宙的年龄约为 21 亿岁。

罗兰总结道：“找到更多进化结构的进一步证据将是一个令人兴奋的发现，因为它将是迄今为止观察到的具有此类结构的最遥远的星系。”

该团队的研究已被《皇家天文学会月刊》接受发表。

最初发布于Space.com。