【正見新聞網2024年10月19日】
按照當前天文學主流觀點，我們宇宙在始於一次大爆炸，早期星系看起來都很小而且很混亂，然後這些雜亂的早期星系相互融合，然後以極其緩慢的速度演化成更平滑的形狀。目前的理論認為，一個星系要想像我們的銀河系一樣有序——一個旋轉的圓盤，結構整齊，就像螺旋臂一樣——必須經歷數十億年的演化。然而，REBELS-25 的發現對這一時間尺度提出了挑戰。
研究人員發現了迄今為止觀測到的最遙遠的類銀河系星系。這個被稱為 REBELS-25 的盤狀星系看起來和現在的星系一樣有序，但我們看到的是宇宙只有 7 億年歷史時的星系。
REBELS-25 星系是迄今為止所見最最早的旋轉盤狀星系。（圖片來源：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Rowland 等人）
這項研究已被《皇家天文學會月刊》接受發表，天文學家發現 REBELS-25 是迄今為止發現的最遙遠的強旋轉盤狀星系。按照大爆炸理論，該星系當時的年齡只有7 億年，僅為其當前宇宙年齡（138 億年）的 5%，這使得 REBELS-25 的有序旋轉出乎意料。「看到一個與我們銀河系如此相似的星系，並且以強烈的旋轉為主，挑戰了我們對早期宇宙中的星系如何快速演變成當今宇宙中有序星系的理解， 」萊頓大學博士生、這項研究的第一作者 路西.羅蘭（Lucie Rowland） 說。
REBELS-25 最初是由同一團隊在之前的觀測中發現的，當時他們也使用位於智利阿塔卡馬沙漠的 ALMA 進行觀測，顯示出旋轉的跡象。但數據的解析度不夠精細，無法確定。
為了更精確地揭示這個早期星系的結構和運動，研究小組繼續使用 ALMA 對其進行研究，但這次的解析度更高。結果表明，REBELS-25 中的氣體中部分向地球移動，而另一部分則遠離地球。這可能是由於一種稱為藍移和紅移的現象。
ALMA 觀測到的 REBELS-25 星系中冷氣體的運動。藍色表示向地球運動，紅色表示遠離地球運動，顏色越深表示運動越快。圖像中的紅藍分界線清楚地顯示了該物體正在旋轉。 （圖片來源：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Rowland 等人）
當光源朝地球移動時，光的波長會被壓縮。這會使光「移位」到電磁波譜的短波長「藍端」 。因此，朝我們移動的光源會發生「藍移」。另一方面，如果光源遠離我們，它發出的光的波長會拉長，使其移向電磁波譜的「紅端」。
新研究證實，REBELS-25 是一個破紀錄的星系，是迄今為止所見最早、最遙遠、旋轉速度最快的星系。
「ALMA 是現存唯一具有達到這一靈敏度和解析度的望遠鏡，」英國利物浦約翰摩爾斯大學研究員、該研究的合著者 任斯克.斯密特（Renske Smit） 說。
令人驚訝的是，數據還暗示了與銀河系相似的更發達的特徵，如中央細長的棒狀物，甚至螺旋臂，儘管還需要更多的觀測來證實這一點。「找到更進化結構的進一步證據將是一個令人興奮的發現， 因為它將是迄今為止觀測到的具有此類結構的最遙遠的星系， 」羅蘭說。
REBELS-25 的未來觀測以及其他早期旋轉星系的發現將有可能改變我們對早期星系形成以及整個宇宙演化的理解。
資料來源：
1. https://www.space.com/the-universe/record-breaking-ancient-galaxy-challenges-cosmic-evolution-theories
2. https://www.eso.org/public/news/eso2415/