近日,國際權威科學期刊《自然》在線發表了一篇關于天文學研究的論文,揭示了宇宙早期星系中一個令人驚訝的現象。研究團隊對編號為J0107a的星系進行了觀測,該星系誕生于宇宙年齡僅有26億年時。他們的發現表明,這個年輕星系內部存在一個穩定的棒狀結構,這在天文學界引起了廣泛關注。
NASA的韋布望遠鏡捕捉到了J0107a星系的近紅外圖像,展示了其與附近星系VV114的對比。圖像中,J0107a星系呈現出明顯的棒狀結構。據論文介紹,棒狀結構通常由狹長排列的恒星和氣體組成,通常位于大型星系的中心。然而,在如此年輕的星系中發現這樣的結構,卻是出乎意料的。
論文詳細闡述了棒狀結構的形成過程。在宇宙中,星系通常會形成盤狀結構,如銀河系的銀盤,這一過程被認為需要數十億年的時間。然而,阿塔卡馬大型毫米波陣列(ALMA)和韋布望遠鏡(JWST)的觀測結果卻顯示,星系盤的形成可能在大爆炸后僅5億年內就已經發生。然而,棒狀結構的形成則更加復雜,需要更長的時間,并且對其的分析一直是一項挑戰,需要高分辨率和靈敏的光譜學設備。
基于ALMA和JWST的觀測數據,研究團隊對J0107a星系中的一氧化碳和原子碳進行了分析。他們發現,J0107a是一個大尺度的棒旋星系,其棒狀結構在星系演化中起著重要作用。棒狀結構會促進星系內部的重排列,將氣體拖入星系中心,導致恒星形成的爆發。在J0107a中,這種效應的發生速度比銀河系類似的系統快了10到100倍。
盡管J0107a的棒狀結構應該使其更加不穩定,但觀測結果卻顯示,該星系內的恒星已經存在了很長時間。研究團隊認為,這一發現表明,棒狀結構驅動的星系演化可能在宇宙早期就已經發生,遠早于之前的預測。這一發現為年輕星系的宇宙重排列提供了新的認知。
韋布望遠鏡的圖像還展示了J0107a星系中分子氣體的分布。氣體聚集在旋轉棒狀結構的前端,并向中心墜落。這一觀測結果進一步支持了棒狀結構在星系演化中的重要作用。同行專家在《自然》同期發表的“新聞與觀點”文章中指出,J0107a的結構和動力學特征此前被認為是不可能的,而這次的研究結果打開了一種新的可能性,即棒狀結構驅動的星系演化可能發生在宇宙生命的更早期。