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破纪录的古代自旋星系挑战宇宙进化理论

2024-10-10 08:53阅读：

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破纪录的古代自旋星系挑战宇宙进化理论
By Robert Lea
published 11 hours ago
The Universe
“看到一个与我们自己的银河系如此相似性被强旋转统治的星系挑战我们的早期宇宙中的星系多快进化成当今宇宙有序的星系的理解”。
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从来发现的最遥远、最早的旋转盘星系已经惊讶了天文学家并可能挑战我们的星系演化的理论。它不仅在宇宙中存在似乎太早不可能强的自旋着而且该星系还显示像我们自己的银河系一样高度进化的“现代”星系的螺旋臂的暗示。
这个被命名为REBERS-25的星系被看到就像它刚好是在大爆炸后7亿年一样，在一个天文学家预计星系一直是小的和混乱的时候。不辜负它的名字，这个叛逆的星系出现有序而非混乱已经蔑视这一趋势。
REBELS-25被一组用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的天文学家发现，阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列是一个位于智利北部阿塔卡马沙漠地区的
66台射电望远镜组成的网络。
破纪录的古代自旋星系挑战宇宙进化理论

REBERS-25星系是从来见过的最遥远、最早期的旋转盘星系。(Image credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Rowland et al.)
荷兰莱顿大学天文学家、团队成员杰奎琳·霍奇在一份声明中说，“按照我们的星系形成的理解，我们期望大多数早期星系都是看着小和杂乱的”。
一个整齐的年轻叛逆者
在138亿岁老的宇宙中，像银河系一样的现代星系已经有过数十亿年来发展分明的形状和特征，比如引人注目的旋臂。
在早期宇宙中，在这个时间来组织变得可利用之前天文学家期望来看到混乱和结块的星系。这些早期星系被预计在数十亿年的过程上随参与一系列的碰撞和合并已经发展了当代星系的形状，令人惊讶慢的发展像圆盘形状和螺旋臂一样的特征。
REBERS-25的当宇宙仅是它目前年龄的5%时的发现把这个时间尺度扔进怀疑。
也来自莱顿大学的研究小组负责人罗兰（Lucie Rowland）在同一份声明中说，“看到一个与我们自己的银河系有如此相似性的星系即强的自旋统治的星系，挑战我们的早期宇宙中的星系多快进化成当今宇宙有序的星系的理解”。

破纪录的古代自旋星系挑战宇宙进化理论
用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列看到的REBEL-25星系中冷气体的运动。蓝色指示向地球移动，红色指示远离开地球的移动，更深色阴影代表更快的移动。在这个案例中，图像的红蓝分割清楚的表明该天体正在旋转，使REBERS-25成为从来发现的最遥远的旋转盘星系。 (Image credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Rowland et al.)
当天文学家首次用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列发现REBERS-25时这个星系已经被考虑为迷人的，因为它显示了旋转的迹象。然而，这项初步调查的分辨率不是足够高来证实这真的是从来见过的最遥远、旋转最强的星系。
为了更精确揭开这个早期星系的结构和运动，研究小组继续用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列来研究它，但这次是以更高的分辨率。这表明了REBERS-25中的气体既朝向地球又远离地球。这是可能的，因为一种叫做蓝移和红移的现象。
当一个光源正在朝向地球移动时这种光的波长被压缩。这个将光“转移”到电磁波谱的短波长“蓝端”。这样，一个朝向我们移动的光源被“蓝移”。这个的另一方面，如果一个光源正在移动离开我们，它发射的光的波长被拉伸，把它移动向电磁波谱的“红端”。
这项新的研究证实REBERS-25是一个破纪录的星系，从来见过的最早、最遥远、旋转最强的星系。
英国利物浦约翰摩尔斯大学的团队成员斯密特（Renske Smit）在同一份声明中说，“阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列是唯一存在的有取得这一目标的灵敏度和分辨率的望远镜”。
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REBERS-25似乎有其他还没有被完全披露的惊奇。例如早期星系出现有与大约136亿岁老的银河系相似的特征。这些包括一个细长的暗示存在甚至可能拥有螺旋臂的恒星 “中心棒”。这将导致REBERS-25打破另一项记录，成为从来见过的最遥远、最早的螺旋星系。目前的纪录保持者是cheers-2112，被詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）看到当宇宙约为21亿岁老时的。
罗兰总结道，“发现进一步的更进化结构的证据将是一个令人兴奋的发现，因为它将是迄今为止观测到的有这种结构的最遥远的星系”。
该团队的研究已被接受发表在Monthly Notices of the Royal Astronomical Society。
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