年輕星系照片在源頭拋出星系形成理論

科學家通過揭開宇宙早期令人驚訝的成熟狀態，拍攝年輕星系的圖片，挑戰了我們對星系形成的現時理解。這個稱為ALESS 073.1的星系似乎具有更成熟星系的所有特徵，並導致科學家團隊質疑它的增長速度如何。

星系具有各種形狀，大小和顏色，並且由不同的組件組成，例如：旋轉星盤，螺旋臂和中央凸起部份。當今天文學的主要目標，是理解為什麼不同的星系看起來像今天一樣，以及它們的不同組成部分何時形成。

由英國卡迪夫大學（Cardiff University）科學家領導的研究小組，將阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）望遠鏡用作觀察遙遠過去的時光機，揭露ALESS 073.1在大爆炸發生僅十二億年後的樣子。

由於銀河系發出的光花了數十億年才能到達我們在地球上的望遠鏡，因此該團隊能夠探索銀河系在嬰兒期時的樣子，並確定其最初的形成方式。結果是有史以來最清晰，最直接的原始星系照片之一，使到該團隊可以對原始星系內部結構進行詳細研究。

卡迪夫大學物理及天文系費德里科·萊利（Federico Lelli）博士說：「當宇宙僅佔它當前年齡的一成時，我們就已經在這個星系核心有一個巨大的中央凸起，規則的旋轉星盤以及可能存在的旋臂。」添莫非·戴維斯（Timothy Davis）博士說：「這個驚人發現挑戰了我們目前對星系形成的理解，因為我們認為這些特徵只會出現在成熟的星系中，而不是年輕的星系。 」

星系的一個主要特徵是存在一個所謂的凸出部分，一群緊密排列的恆星，通常位於銀河系的中心。人們認為，較小的星系合併或星系本身內部發生的特定過程會緩慢形成大量凸起。但是，ALESS 073.1的運動學性質顯示，巨大凸起的形成可能會非常迅速產生，銀河系中大約一半的恆星處於凸起位置。

同樣，一些成熟的星系，例如我們自己的銀河系，已知具有從中心部分延伸出的螺旋臂，從而賦予它們獨特的螺旋形狀。

在ALESS 073.1中也意外發現了類似的特徵，令團隊驚訝，這是因為通常認為早期星系是混亂且湍流，而不是像螺旋臂那樣具有規則的，組織良好的結構。

【圖、文：節譯自英國卡迪夫大學2021年2月11日新聞公佈】研究全文刊登在2021年2月12日出版的《科學》期刊

ALESS = ALMA survey of submillimeter galaxies = Atacama Large Millimeter/submillimeter Array survey of submillimeter galaxies = 阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列射電望遠鏡亞毫米波星系表 = 阿爾馬亞毫米波星系表