韦伯望远镜在早期宇宙中发现巨大的螺旋星系

莫心海

【正见新闻网2025年04月08日】

据太空网2025年4月3日报导,米兰诺-比可卡(Milano-Bicocca)大学的天文学家团队在距离我们117亿光年的早期宇宙环境中发现了一个巨大的螺旋星系。它被昵称为“大轮子”,是迄今为止观测到的早期宇宙时代最大的星系之一。

科学家们用韦伯望远镜在一个类星体附近发现了大轮子,类星体是强大而活跃的超大质量黑洞。该星系距离我们117 亿光年,它的名字来自于它极快的转速和巨大的体积。它的质量是银河系的五倍,横跨 10 万光年。天文学家利用韦伯望远镜的近红外光谱仪 (NIRSpec) 的光谱观测结果证实大轮是一个旋转盘。该星系的旋转曲线是螺旋星系的一个重要特征,它呈现出成熟星系中常见的平坦旋转曲线的典型模式。星系的旋转速度从中心向外移动时会增加,最大旋转速度达到每秒数百英里,这也与成熟的星系相似。

韦伯望远镜 拍摄的大轮星系图像,这是一个巨大的旋转盘,距离我们 117 亿光年。它的螺旋延伸 10 万光年,是当时已确认的最大星系。附近的星系呈现为蓝色斑点。图片来源:NASA/ESA

大轮的旋转速度与局部塔利-费希尔(Tully-Fisher)关系相一致,这是目前观测到的星系大小与旋转速度之间的相关性。这一切意味着,尽管该星系很年轻,但它的行为方式与我们在当前宇宙中看到的一些最大、最成熟的螺旋星系一致。大轮存在的时期,大多数星系都应该较小,处于其早期发展阶段。然而,大轮已经完全成型了。

这项研究的主要作者、加州理工学院天文学教授查尔斯·斯泰德尔(Charles Steidel)在一份声明中表示:“这个星系非常壮观,是迄今为止发现的最大的螺旋星系之一,这在宇宙早期是前所未有的。”

该星系位于一个星系密集的空间区域,星系数量密度比宇宙平均值高出十倍以上。此外,在这个拥挤的区域中,富含气体的星系频繁合并可能促使其规模庞大、增长迅速。

该研究的合作者塞巴斯蒂亚诺 坎塔卢波(Sebastiano Cantalupo)在声明中表示:“我们认为这可能有助于我们理解某些星系如何能够绕过通常缓慢的恒星形成过程,并在早期宇宙中生长到巨大的尺寸。”

这一发现表明,星系的形成可能并不像之前认为的那么缓慢或渐进,特别是在富含气体和合并星系的环境中。

大轮子对目前的宇宙学模型提出了挑战。它的大小和质量远远超出了类似红移星系的预测,使它成为星系群中的异类。天文学家可能需要调整他们的模型,以解释在如此密集的条件下星系快速增长的可能性。

这一研究结果于2025年3月17日发表在《自然天文学》杂志上。

资料来源:

https://www.space.com/space-exploration/james-webb-space-telescope/jwst-finds-spiral-galaxy-about-5-times-more-massive-than-milky-way-scientists-call-it-big-wheel

 

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