天文學家在遙遠天宇中發現與銀河系類似的棒旋星系

莫心海

【正見新聞網2023年11月16日】

天文學家藉助韋伯望遠鏡在遙遠的天宇發現了名一個為Ceers-2112 的星系,出乎意料的是這個星系中心有一個棒狀核心,這表明這個星系象我們的銀河系一樣成熟。棒狀核心是星系內由恆星組成的結構。

「這個名為 ceers-2112 的星系是在大爆炸後不久形成的,」合著者、物理與天文學系博士後研究員 德拉維加(de la Vega) 說。「發現 ceers-2112 表明早期宇宙中的星系可能像銀河系一樣有序。這令人驚訝,因為早期宇宙中的星系更加混亂,很少有星系具有與銀河系類似的結構。」 

「幾乎所有棒狀體都在螺旋星系中被發現,」德拉維加說,他在約翰·霍普金斯大學獲得天文學博士學位後於去年加入了加州大學河濱分校。「ceers-2112 中的條形表明星系的成熟和有序化速度比我們之前想像的要快得多,這意味著我們的星系形成和演化理論的某些方面需要修改。」

在此之前,天文學家一直認為,在宇宙(估計有 138 億歲)達到當前年齡的一半之前,無法觀測到像銀河系這樣的棒旋星系。

在早期宇宙中觀察到的螺旋棒狀星系 ceers-2112 的藝術表現。地球反射在銀河系周圍的虛幻氣泡上,讓人想起銀河系和 ceers-2112 之間的聯繫。(盧卡·康斯坦丁/CAB/CSIC-INTA)

這項研究發表在本周的《自然》雜誌上、。

天文學家之前對星系演化的理解是,星系需要數十億年的時間才能變得足夠有序以形成棒核狀體。 

德拉維加說:「ceers-2112 的發現表明,它的發生只需要一小部分時間,大約 10 億年或更短的時間。」

據他介紹,銀河系被認為是在螺旋星系中形成的,其中的恆星以有序的方式旋轉,就像它們在銀河系中一樣。

「在這樣的星系中,由於螺旋結構的不穩定或鄰近星系的引力效應,棒可以自發形成。」 「過去,當宇宙非常年輕時,星系不穩定且混亂。人們認為,在早期宇宙的星系中,棒無法形成或持續很長時間。」

ceers-2112的發現預計將改變天文學的至少兩個方面。 

德拉維加說:「首先,星系形成和演化的理論模型需要考慮到一些星系在宇宙歷史的早期就變得足夠穩定,可以容納棒狀結構。」 「這些模型可能需要調整早期宇宙中暗物質構成星系的數量,因為暗物質被認為會影響條形形成的速度。其次,ceers-2112的發現表明,在宇宙非常年輕的時候就可以探測到像條形結構這樣的結構。這很重要,因為遙遠過去的星系比現在小,這使得尋找酒吧變得更加困難。ceers-2112的發現為在年輕宇宙中發現更多的金條鋪平了道路。」 

德拉維加 通過估計 ceers-2112 的紅移和特性來幫助研究團隊。他還為測量結果的解釋做出了貢獻。 

他說:「紅移是星系的一個可觀測屬性,它表明星系距離我們有多遠,以及星系被看到的時間有多遠,這是有限光速的結果。」 

ceers-2112 的發現最讓 德拉維加感到驚訝的是它的條形特性可以被很好地限制。 

「最初,我認為檢測和估計像 ceers-2112 這樣的星系中的條形物的特性會充滿測量的不確定性,」他說。「但是韋伯望遠鏡的力量和我們研究團隊的專業知識幫助我們對棒的尺寸和形狀施加了嚴格的限制。」

資料來源:

https://news.ucr.edu/articles/2023/11/09/milky-way-galaxy-found-early-universe

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