一个111亿年前的巨大棒旋星系被发现，展现出前所未有的恒星形成活动和气体动力学。它或许会重塑我们对银河系等星系演化的理解。天文学家发现了一个来自早期宇宙的巨大且高度活跃的螺旋星系，这为理解像我们银河系这样的星系是如何形成的提供了新的线索。
这个古老的星系有一个明亮的中心棒状结构——这种结构在许多现代螺旋星系中都能看到——它的发现有助于科学家更好地理解这些宇宙巨星是如何成长和演化的。
一些螺旋星系，包括银河系，其中心有一条直条。这条直条就像一个漏斗，将气体引导向内，为新恒星的诞生提供能量。但一个巨大的谜团仍然存在：为什么只有大约一半的螺旋星系有直条？这些结构在塑造星系的未来方面又扮演着什么角色？
左图：詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的近红外图像。底部的两个星系是前景天体。右图：ALMA观测到的分子气体分布。气体聚集在旋转棒状结构的前侧，并向中心下落。图片来源：NASA、ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）、Huang等人。
为了探究这些问题，由日本国立天文台和名古屋大学的黄硕领导的研究小组借助强大的ALMA射电望远镜进行了研究。他们聚焦于位于鲸鱼座的J0107a星系，该星系存在于惊人的111亿年前。J0107a被科学家称为“怪兽星系”——一个正在以惊人的速度形成恒星并经历快速增长的星系。
长期以来，对这些遥远星系进行细致的研究几乎是不可能的。但得益于詹姆斯·韦伯太空望远镜的清晰观测，天文学家如今能够清晰地看到这些古老巨星系的螺旋图案，甚至中央的棒状结构。J0107a 是迄今为止观测到的最古老、质量最大的棒旋星系。这使得它成为一个强大的时间胶囊，可用于研究这些宏伟的星系结构在早期宇宙中是如何形成和演化的。
左图：詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的邻近星系VV114及其背景巨型棒旋星系J0107a（z=2.433）的近红外图像。图片来源：NASA。右图：J0107a的恒星和分子气体分布。图片来源：NASA、ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）、Huang等人。
研究团队发现，J0107a星系棒内的气体分布和运动与现代星系相似。但与现代星系相比，其气体浓度高出数倍，气体流动速度更快，可达每秒数百公里。天文学家认为，大量气体涌入中心将促进大量恒星的形成，从而推动这个巨型星系的演化。这是这些特征首次被观测到，理论或模拟模型均未预测到它们。
黄评论道：“我们期望通过这些观测获得的有关气体分布和运动的详细信息，不仅为探索星系多样性的起源，而且为探索更正常的棒旋星系的形成和演化提供重要线索。”
编译自/scitechdaily
