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中新網(wǎng)北京5月22日電 (記者 孫自法)國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》北京時(shí)間5月21日夜間在線發(fā)表一篇天文學(xué)論文指出，研究人員對(duì)宇宙年齡只有26億年時(shí)編號(hào)J0107a星系的觀測(cè)結(jié)果揭示出一個(gè)穩(wěn)定的棒狀結(jié)構(gòu)。這個(gè)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在年輕星系中可能令人意外，因?yàn)橛^測(cè)到的特征本應(yīng)摧毀該棒狀結(jié)構(gòu)，但它看起來(lái)卻很穩(wěn)定。

NASA韋布望遠(yuǎn)鏡拍攝的近紅外圖像，顯示了附近星系VV114和背景中的巨型棒旋星系J0107a；右圖為J0107a的恒星和分子氣體分布(圖片來(lái)自論文)。施普林格·自然 供圖

該論文介紹，宇宙中棒狀結(jié)構(gòu)是由狹長(zhǎng)排列的恒星和氣體組成的高度復(fù)雜、有組織的結(jié)構(gòu)，常被發(fā)現(xiàn)位于大型星系的中心。星系按預(yù)期會(huì)形成盤(pán)，如銀河系的銀盤(pán)，此過(guò)程被認(rèn)為需要數(shù)十億年，但阿塔卡馬大型毫米波陣列(ALMA)望遠(yuǎn)鏡和韋布望遠(yuǎn)鏡(JWST)的觀測(cè)顯示，它在大爆炸后5億年內(nèi)就發(fā)生了。不過(guò)，形成棒狀結(jié)構(gòu)又增加另一層復(fù)雜性，需要更多時(shí)間，而且對(duì)這類特征的分析一直很難，需要昂貴的高分辨率和靈敏的光譜學(xué)設(shè)備。

基于ALMA和JWST的觀測(cè)結(jié)果，使科學(xué)家可以對(duì)來(lái)自J0107a星系的一氧化碳和原子碳進(jìn)行分析，該星系形成可追溯至宇宙大爆炸后僅26億年。

在本項(xiàng)研究中，論文第一作者兼通訊作者、日本國(guó)立天文臺(tái)黃爍和同事及合作者對(duì)ALMA和JWST觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析，結(jié)果顯示J0107a是一個(gè)大尺度棒旋星系。其棒狀結(jié)構(gòu)會(huì)促進(jìn)星系重排列，因?yàn)闅怏w會(huì)被拖進(jìn)星系中心，后隨氣體不斷儲(chǔ)備而導(dǎo)致恒星形成的爆發(fā)，尤其是在年輕星系中。

觀測(cè)研究結(jié)果還顯示，上述效應(yīng)(尤其是氣體流入)在J0107a中的發(fā)生速度，是在差不多的銀河系類系統(tǒng)中的10-100倍，說(shuō)明棒旋星系應(yīng)該更不穩(wěn)定，但J0107a內(nèi)的恒星顯示它已經(jīng)存在了很長(zhǎng)時(shí)間。論文作者認(rèn)為，雖然本次研究只基于一個(gè)星系，但這些觀測(cè)顯示，棒狀結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的星系演化在111億年前就已發(fā)生，這也為年輕星系的宇宙重排列提供了更多認(rèn)知。

韋布望遠(yuǎn)鏡拍攝的近紅外圖像，底部?jī)蓚€(gè)星系是前景物體；右圖為ALMA觀測(cè)到的分子氣體分布，氣體聚集在旋轉(zhuǎn)棒狀結(jié)構(gòu)的前端，并向中心墜落(圖片來(lái)自論文)。施普林格·自然 供圖

《自然》同期發(fā)表同行專家的“新聞與觀點(diǎn)”文章指出，J0107a的結(jié)構(gòu)和報(bào)道的動(dòng)力學(xué)此前被認(rèn)為是不可能的，這次的觀測(cè)研究發(fā)現(xiàn)打開(kāi)了一種可能性，即棒狀結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的星系演化發(fā)生在宇宙生命的更早期，比之前認(rèn)為的更早。(完)