近日,国际权威科学期刊《自然》在线发表了一篇关于天文学研究的论文,揭示了宇宙早期星系中一个令人惊讶的现象。研究团队对编号为J0107a的星系进行了观测,该星系诞生于宇宙年龄仅有26亿年时。他们的发现表明,这个年轻星系内部存在一个稳定的棒状结构,这在天文学界引起了广泛关注。
NASA的韦布望远镜捕捉到了J0107a星系的近红外图像,展示了其与附近星系VV114的对比。图像中,J0107a星系呈现出明显的棒状结构。据论文介绍,棒状结构通常由狭长排列的恒星和气体组成,通常位于大型星系的中心。然而,在如此年轻的星系中发现这样的结构,却是出乎意料的。
论文详细阐述了棒状结构的形成过程。在宇宙中,星系通常会形成盘状结构,如银河系的银盘,这一过程被认为需要数十亿年的时间。然而,阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)和韦布望远镜(JWST)的观测结果却显示,星系盘的形成可能在大爆炸后仅5亿年内就已经发生。然而,棒状结构的形成则更加复杂,需要更长的时间,并且对其的分析一直是一项挑战,需要高分辨率和灵敏的光谱学设备。
基于ALMA和JWST的观测数据,研究团队对J0107a星系中的一氧化碳和原子碳进行了分析。他们发现,J0107a是一个大尺度的棒旋星系,其棒状结构在星系演化中起着重要作用。棒状结构会促进星系内部的重排列,将气体拖入星系中心,导致恒星形成的爆发。在J0107a中,这种效应的发生速度比银河系类似的系统快了10到100倍。
尽管J0107a的棒状结构应该使其更加不稳定,但观测结果却显示,该星系内的恒星已经存在了很长时间。研究团队认为,这一发现表明,棒状结构驱动的星系演化可能在宇宙早期就已经发生,远早于之前的预测。这一发现为年轻星系的宇宙重排列提供了新的认知。
韦布望远镜的图像还展示了J0107a星系中分子气体的分布。气体聚集在旋转棒状结构的前端,并向中心坠落。这一观测结果进一步支持了棒状结构在星系演化中的重要作用。同行专家在《自然》同期发表的“新闻与观点”文章中指出,J0107a的结构和动力学特征此前被认为是不可能的,而这次的研究结果打开了一种新的可能性,即棒状结构驱动的星系演化可能发生在宇宙生命的更早期。