具足成年星系形態 新發現幼兒星系異常早熟

2月12日發表於《自然》（Science）期刊的一份研究發現，星系ALESS 073.1在宇宙誕生僅12億年的時候，已經具備了只有相當成熟的星系才有的像位於中心的大鼓包、清晰的旋臂等特徵。現有的星系成形理論對此無法作出解釋。

科學家觀察到的星系有很多形態，大小各異，也有很多不同的顏色，還具有很多不同的結構部件，像星系轉盤、旋臂，以及位於星系中心的「鼓包」等結構。

當代天文學主流理論認為，在宇宙的初期，剛誕生的星系內部是一片混亂無序的狀態，在長期的演化過程中，才能逐步發展出中心的鼓起、旋臂這樣的結構。

這份由英國卡迪夫大學（Cardiff University）引領的團隊，使用阿塔卡瑪大毫米波陣列望遠鏡（ALMA）分析來自宇宙早期的信號探索遙遠、早期的宇宙內的星系。

因為來自遙遠宇宙地帶的光波信號需要很長時間才能抵達地球，所以望遠鏡看到的這些信號意味著它們是這些星系早期的形象。研究人員稱，ALMA望遠鏡猶如一部「時間機器」，帶他們回到過去觀察宇宙。

這份研究觀察到的是ALESS 073.1星系在宇宙誕生後僅12億年時期的形象。研究稱，這次得到的是有史以來最清晰、最直觀的一份圖像，能夠看到這個星系內部結構的細節。

「我們發現它有一個巨大的『鼓包』、常規的星系轉盤、甚至可能有幾個旋臂，而這個圖像所處於的時期，是在宇宙僅有今天10%年齡的時期。」這份研究的主要作者萊利（Federico Lelli）說。

「換句話說，這個星系看起來已經成年，可是它應該還只是個兒童。」

合作研究者戴維斯（Timothy Davis）說：「這項了不起的發現對現有的星系演化理論提出挑戰，因為我們認為這些特徵只有非常成熟的星系才會有，年輕的星系不可能具有。」

天文學家認為，「鼓包」是成熟星系的一項重要特徵，通常是位於一個星系的中心，大量恆星緊湊地聚集在這個區域形成的形態。傳統理論猜測，這種鼓包結構是星系內部演化的一種特定的過程，由小星系緩慢地合併而來。然而，對ALESS 073.1的分析顯示，它的鼓包形成的過程非常快，星系裡面一半數量的恆星都在它的鼓包區域裡面。

旋臂也是目前天文學家認為只有成熟的星系才具有的特徵，就像我們所在的銀河系。可是星系ALESS 073.1在那樣早期的階段竟然也出現了很有規律的旋臂結構。

萊利說：「像ALESS 073.1這樣的星系，真是顛覆了我們對星系成形理論的認知。」