最新天文观测发现稳定棒状结构星系 可追溯至宇宙大爆炸后26亿年

中新网北京5月22日电 (记者 孙自法)国际知名学术期刊《自然》北京时间5月21日夜间在线发表一篇天文学论文指出，研究人员对宇宙年龄只有26亿年时编号J0107a星系的观测结果揭示出一个稳定的棒状结构。这个结构出现在年轻星系中可能令人意外，因为观测到的特征本应摧毁该棒状结构，但它看起来却很稳定。

NASA韦布望远镜拍摄的近红外图像，显示了附近星系VV114和背景中的巨型棒旋星系J0107a；右图为J0107a的恒星和分子气体分布(图片来自论文)。施普林格·自然 供图

该论文介绍，宇宙中棒状结构是由狭长排列的恒星和气体组成的高度复杂、有组织的结构，常被发现位于大型星系的中心。星系按预期会形成盘，如银河系的银盘，此过程被认为需要数十亿年，但阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)望远镜和韦布望远镜(JWST)的观测显示，它在大爆炸后5亿年内就发生了。不过，形成棒状结构又增加另一层复杂性，需要更多时间，而且对这类特征的分析一直很难，需要昂贵的高分辨率和灵敏的光谱学设备。

基于ALMA和JWST的观测结果，使科学家可以对来自J0107a星系的一氧化碳和原子碳进行分析，该星系形成可追溯至宇宙大爆炸后仅26亿年。

在本项研究中，论文第一作者兼通讯作者、日本国立天文台黄烁和同事及合作者对ALMA和JWST观测数据进行研究分析，结果显示J0107a是一个大尺度棒旋星系。其棒状结构会促进星系重排列，因为气体会被拖进星系中心，后随气体不断储备而导致恒星形成的爆发，尤其是在年轻星系中。

观测研究结果还显示，上述效应(尤其是气体流入)在J0107a中的发生速度，是在差不多的银河系类系统中的10-100倍，说明棒旋星系应该更不稳定，但J0107a内的恒星显示它已经存在了很长时间。论文作者认为，虽然本次研究只基于一个星系，但这些观测显示，棒状结构驱动的星系演化在111亿年前就已发生，这也为年轻星系的宇宙重排列提供了更多认知。

韦布望远镜拍摄的近红外图像，底部两个星系是前景物体；右图为ALMA观测到的分子气体分布，气体聚集在旋转棒状结构的前端，并向中心坠落(图片来自论文)。施普林格·自然 供图

《自然》同期发表同行专家的“新闻与观点”文章指出，J0107a的结构和报道的动力学此前被认为是不可能的，这次的观测研究发现打开了一种可能性，即棒状结构驱动的星系演化发生在宇宙生命的更早期，比之前认为的更早。(完)