研究发现宇宙极早期星系已存在旋转特性

研究发现宇宙极早期星系已存在旋转特性
2022年07月08日 17:24 人民日报欧洲刊

欧洲网援引外媒消息,科学家观测到一个在宇宙大爆炸后仅4.5亿年诞生的星系,并发现它已经具有旋转的特性。

现在的主流天文学理论认为我们的宇宙在近140亿年前的一次大爆炸后诞生,之后不断膨胀变大,里面演化出今天人们看到的各类天体。这份新研究所观测到的这个星系,在宇宙的年龄只有现在4%的时候已经诞生。

科学家以前认为,具有盘状的形态和旋转的特性,已经是星系演化到后期较为成熟的形态,是在漫长的宇宙演化过程中才形成的。具体要在大爆炸后多久才会演化出这样成熟的形态,还没有明确的理论和证据。然而,最新的这项发现有些出乎科学家的意外。

没有参与这项研究的同行、德国马克斯普朗克天文学研究所(Max Planck Institute for Astronomy)的莎拉·博斯曼(Sarah Bosman)告诉《科学》(Science)杂志网站,这项发现意味着早期的恒星已经汇聚成旋转的盘状星系,这“有些令人意外”,虽然这并不违反现有的理论,但这的确扩展了现有的认知。

科学家从星光“红移”的特性得到这项发现。光线的红移特性类似多普勒效应(Doppler effect),物体离开观测者而去的时候,来自该物体光线的波长看起来会变长。在可见光谱中,紫色的一端波长较短,红色的一端波长较长,所以光线的波长变长的现象被称为红移。所以根据抵达地球的星光红移的程度,科学家推测出了这些天体与地球的距离、它们的年龄,以及宇宙的膨胀速度等多项数据。

随着观测分辨率的提高,在这项研究中,研究人员还能分辨出这个星系内不同恒星之间的红移差异,甚至能判断出哪些恒星在朝向地球观测者这个方向运动,哪些恒星朝着远离地球的方向运动。

综合这个星系内恒星运动的数据,这个研究组在7月1日发表于《天文物理期刊通讯》(The Astrophysical Journal Letters)上研究报告中揭示,星系MACS1149-JD1(简称JD1)以每秒大约50公里的速度旋转着。

作为对比,银河系的旋转速度大约是每秒220公里。这份研究还发现,JD1星系的直径大约只有3,000光年,比银河系小得多。银河系的直径大约是10万光年。

JD1不是至今为止科学家能够观测到的最遥远的星系,但它是至今发现的最早期的、具有旋转特性的星系。

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