韦布望远镜在早期宇宙中发现罕见无自转巨型星系

IT之家 5 月 10 日消息，天文学家借助詹姆斯・韦布太空望远镜，在一个遥远的早期星系中发现了一个出人意料的特征。尽管该星系形成于宇宙尚处于非常年轻的时期，却没有呈现出任何旋转迹象。

加州大学戴维斯分校物理与天文学系研究科学家、这项于 5 月 4 日发表在《自然・天文学》期刊上研究的第一作者本・福里斯特解释称，这种天体特征通常仅出现在距离地球近得多、且已演化成熟的巨型星系中。

福里斯特表示：“这个星系完全没有表现出任何旋转的迹象，这一点既令人意外，也极具研究价值。”

星系为何理应产生自转

据IT之家了解，现有天体模型认为，星系在形成之初就会开始旋转。向内流动的气体与引力牵引会产生角动量，进而带动整个星系系统运转起来。

历经数十亿年的演化，星系之间会发生碰撞与合并，在星系密集星团中尤为常见。这类反复的相互作用，既可能增强星系自转，也可能抵消其旋转运动。最终，部分近邻星系整体自转微弱，星系内恒星仅做无规则运动。

由于这类演化转变本被认为需要极其漫长的时间，因此在宇宙年龄尚不足 20 亿年时，就在编号为 XMM-VID1-2075 的星系中观测到这一现象，令科学界倍感意外。

早期诞生的巨型星系

福里斯特及其团队隶属于 MAGAZ3NE（红移大于 3 的近红外远古大质量星系巡天项目），此前已利用夏威夷的 W.M. 凯克天文台对该星系开展过研究。

福里斯特说：“此前 MAGAZ3NE 项目的观测已证实，它是早期宇宙中质量最大的星系之一，恒星数量已是银河系的数倍；同时还确认该星系早已停止诞生新恒星，是极具研究价值的后续观测目标。”

韦布望远镜揭秘星系内部运动

研究团队利用詹姆斯・韦布太空望远镜，对 XMM-VID1-2075 星系以及另外两个同期星系展开观测，得以追踪每个星系系统内部物质的运动状态。

福里斯特解释道：“这类研究在近邻星系中已有大量开展，因为它们距离地球更近、视尺寸更大，可通过地面望远镜完成观测；但对高红移星系开展同类研究难度极大，这类星系在天空中看起来极其渺小。詹姆斯・韦布太空望远镜，真正推动了该领域的研究前沿。”

在三个观测星系中，一个有着明显自转，一个结构呈不规则状态，第三个无自转现象，但内部恒星存在剧烈的无规则运动。

福里斯特表示：“这类特征与本宇宙局部区域的部分巨型星系特征一致，但在宇宙早期就发现这样的星系，仍有些出乎意料。”

星系停止自转的潜在原因

科研人员目前正致力于探究，该星系为何能在极短时间内演化成科学界所称的低速自转星系。

一种合理推测是：它并非历经多次星系合并逐步演化，而是源于一次剧烈的星系碰撞。若两个旋转方向近乎相反的星系发生碰撞，彼此的旋转运动便会相互抵消。

福里斯特说：“我们观测到这个星系一侧存在明显的强光溢出现象，这暗示有其他天体闯入并与该星系发生相互作用，或许正在改变其内部动力学结构。”

搜寻更多无自转星系

该研究团队仍在持续搜寻宇宙早期的同类无自转星系。通过将实际观测数据与计算机模拟结果对比，科学家能够检验现行的星系形成理论是否成立。

福里斯特称：“部分天体模拟预测，宇宙早期会存在极少数无自转星系，但这类天体本应十分稀少。我们通过观测搜寻这类星系，既能验证模拟结果，也能探明其实际分布数量，进而判断现有星系演化理论是否准确。”