一個111億年前的巨大棒旋星系被發(fā)現(xiàn)，展現(xiàn)出前所未有的恒星形成活動和氣體動力學。它或許會重塑我們對銀河系等星系演化的理解。天文學家發(fā)現(xiàn)了一個來自早期宇宙的巨大且高度活躍的螺旋星系，這為理解像我們銀河系這樣的星系是如何形成的提供了新的線索。

這個古老的星系有一個明亮的中心棒狀結構——這種結構在許多現(xiàn)代螺旋星系中都能看到——它的發(fā)現(xiàn)有助于科學家更好地理解這些宇宙巨星是如何成長和演化的。

一些螺旋星系，包括銀河系，其中心有一條直條。這條直條就像一個漏斗，將氣體引導向內，為新恒星的誕生提供能量。但一個巨大的謎團仍然存在：為什么只有大約一半的螺旋星系有直條？這些結構在塑造星系的未來方面又扮演著什么角色？

左圖：詹姆斯·韋伯太空望遠鏡拍攝的近紅外圖像。底部的兩個星系是前景天體。右圖：ALMA觀測到的分子氣體分布。氣體聚集在旋轉棒狀結構的前側，并向中心下落。圖片來源：NASA、ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）、Huang等人。

為了探究這些問題，由日本國立天文臺和名古屋大學的黃碩領導的研究小組借助強大的ALMA射電望遠鏡進行了研究。他們聚焦于位于鯨魚座的J0107a星系，該星系存在于驚人的111億年前。J0107a被科學家稱為“怪獸星系”——一個正在以驚人的速度形成恒星并經歷快速增長的星系。

長期以來，對這些遙遠星系進行細致的研究幾乎是不可能的。但得益于詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的清晰觀測，天文學家如今能夠清晰地看到這些古老巨星系的螺旋圖案，甚至中央的棒狀結構。J0107a 是迄今為止觀測到的最古老、質量最大的棒旋星系。這使得它成為一個強大的時間膠囊，可用于研究這些宏偉的星系結構在早期宇宙中是如何形成和演化的。

左圖：詹姆斯·韋伯太空望遠鏡拍攝的鄰近星系VV114及其背景巨型棒旋星系J0107a（z=2.433）的近紅外圖像。圖片來源：NASA。右圖：J0107a的恒星和分子氣體分布。圖片來源：NASA、ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）、Huang等人。

研究團隊發(fā)現(xiàn)，J0107a星系棒內的氣體分布和運動與現(xiàn)代星系相似。但與現(xiàn)代星系相比，其氣體濃度高出數(shù)倍，氣體流動速度更快，可達每秒數(shù)百公里。天文學家認為，大量氣體涌入中心將促進大量恒星的形成，從而推動這個巨型星系的演化。這是這些特征首次被觀測到，理論或模擬模型均未預測到它們。

黃評論道：“我們期望通過這些觀測獲得的有關氣體分布和運動的詳細信息，不僅為探索星系多樣性的起源，而且為探索更正常的棒旋星系的形成和演化提供重要線索?！?/p>

編譯自/scitechdaily