詹姆斯·韋伯望遠鏡發(fā)現(xiàn)早期宇宙中一個不自轉(zhuǎn)的星系

對一個體積數(shù)倍于銀河系的遙遠星系的觀測顯示，這片早期恒星的海洋中出現(xiàn)了令人驚訝的靜止?fàn)顟B(tài)。加州大學(xué)戴維斯分校領(lǐng)導(dǎo)的一個國際團隊利用詹姆斯·韋伯空間望遠鏡收集的光譜數(shù)據(jù)，測量了三個遙遠星系在宇宙大爆炸后約18億年時的物質(zhì)相對運動和分布情況。其中一個星系如預(yù)期那樣明顯旋轉(zhuǎn)，另一個被描述為"有點混亂"。但真正引起天文學(xué)家注意的是第三個星系。

這個在之前巡天觀測中發(fā)現(xiàn)的星系XMM-VID1-2075因其巨大的體積和已停止產(chǎn)生新恒星的事實而被重點關(guān)注，它還出人意料地幾乎沒有自轉(zhuǎn)。

雖然在附近宇宙中發(fā)現(xiàn)因歷經(jīng)漫長歲月的碰撞而停止旋轉(zhuǎn)的龐大星系并不罕見，但在觀測XMM-VID1-2075時，宇宙年齡僅約20億年，這引發(fā)了關(guān)于什么力量可能剝奪了它自轉(zhuǎn)的疑問。研究首席作者本·福雷斯特表示:"這類工作在鄰近星系中已經(jīng)做了很多，因為它們距離更近、體積更大，所以可以從地面進行這類研究，但對高紅移星系來說非常困難，因為它們在天空中看起來要小得多"。

新生星系通常會在塵埃和氣體云中的物質(zhì)向內(nèi)墜落時開始旋轉(zhuǎn)，當(dāng)物質(zhì)圍繞致密核心旋轉(zhuǎn)時會傳遞角動量。經(jīng)過漫長歲月，一連串與其他星系的碰撞和合并可能會使恒星向隨機方向飛散，從而可能為這個宇宙漩渦踩下剎車。然而時間是一個關(guān)鍵因素。雖然在相對較近的地方已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多千瘡百孔的緩慢旋轉(zhuǎn)星系，但天文學(xué)家從未預(yù)料到會在如此遙遠的地方發(fā)現(xiàn)這樣的天體。福雷斯特說:"有一些模擬預(yù)測在宇宙極早期會存在極少數(shù)這樣的非旋轉(zhuǎn)星系，但它們預(yù)期會相當(dāng)罕見"。

一種可能性是與一個反向旋轉(zhuǎn)的鄰近星系發(fā)生偶然碰撞。當(dāng)兩個星系以相反方向旋轉(zhuǎn)時，任何自轉(zhuǎn)都會被抵消。XMM-VID1-2075的光分布也支持這一解釋。福雷斯特說:"對于這個特定的星系，我們在側(cè)面看到大量過剩的光。這表明有其他天體進入并與該系統(tǒng)相互作用，可能改變了它的動力學(xué)特性"。

這是詹姆斯·韋伯望遠鏡挑戰(zhàn)我們對早期宇宙理解的又一種方式，從"不可思議的巨大"星系到"不可思議的成熟"星系。隨著我們對古老天體的目錄不斷擴充，描述宇宙起源的模型將以幾乎肯定會讓人眼花繚亂的方式得到微調(diào)。

這項研究已發(fā)表在《自然·天文學(xué)》期刊上。