一项发表在《自然》杂志上的天文学研究成果揭示了宇宙早期星系形态的惊人发现。研究人员通过观测一个宇宙年龄仅为26亿年的星系J0107a,发现了一个令人意想不到的稳定棒状结构。这一发现挑战了现有的天文学认知,因为按照常规理解,年轻星系中的某些特征应该会摧毁这样的结构,但J0107a中的棒状结构却显得异常稳固。
棒状结构,通常由狭长排列的恒星和气体组成,通常被观测到位于大型星系的中心区域。这些结构复杂且高度有序,其形成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)的最新观测结果显示,星系盘的形成过程可能在宇宙大爆炸后仅仅5亿年内就开始了。然而,棒状结构的形成更加复杂,需要更长的时间,并且一直难以通过观测进行准确分析,这主要归因于对高分辨率和灵敏光谱学设备的依赖。
借助ALMA和JWST的观测数据,研究人员对J0107a星系中的一氧化碳和原子碳进行了深入分析。这个星系的形成可以追溯到宇宙大爆炸后的26亿年,是此次研究的重点对象。分析结果显示,J0107a是一个拥有大尺度棒状结构的旋涡星系。这种棒状结构对星系内部的物质重排起到了关键作用,因为它会将气体拖向星系中心,进而引发恒星形成的爆发,特别是在年轻星系中。
进一步的观测研究还揭示,J0107a中气体流入的速度比类似的银河系系统快了10到100倍。这通常意味着棒旋星系应该更加不稳定,但J0107a中的恒星却显示出了长时间的稳定性。研究人员表示,尽管这项研究仅基于一个星系的数据,但这些观测结果仍然表明,棒状结构驱动的星系演化过程在宇宙早期就已经发生,这为我们理解年轻星系的物质重排提供了新的视角。
在《自然》杂志同期发表的同行专家评论中,专家们指出,J0107a的结构和动力学特征此前被认为是不可能的。这次的研究发现打开了一种新的可能性,即棒状结构驱动的星系演化可能在宇宙生命的更早期就已经开始,比先前认为的时间更早。这一发现不仅挑战了我们对星系演化的传统理解,也为我们探索宇宙早期星系的形成和演化提供了新的线索。