遇見 Zhúlóng,撼動我們宇宙時間線的銀河系“雙胞胎”

當宇宙還是新的時,遵循Big Bang大約 138 億年前,星系需要一點時間才能從周圍的原始湯中組裝出來。

在宇宙黎明結(jié)束時的一個新發(fā)現(xiàn)正在挑戰(zhàn)我們認為那次組裝需要多長時間。JWST 發(fā)現(xiàn)了一個巨大的超大質(zhì)量星系,它出現(xiàn)在 128 億年前,結(jié)構(gòu)如此復(fù)雜,以至于它只能屬于最壯觀的星系類別:大設(shè)計螺旋。

這個星系的名字是 Zhúlóng,以中國神話中的火炬龍,它的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)已在天文學與天體物理學.

“Zhúlóng 表明,在大爆炸后的前 10 億年,成熟星系的出現(xiàn)時間比預(yù)期的要早得多?!?a>寫由瑞士日內(nèi)瓦大學的天文學家 Mengyuan Xiao 領(lǐng)導的團隊。

“我們的發(fā)現(xiàn)為大質(zhì)量星系形成的模型和早期宇宙中螺旋結(jié)構(gòu)的起源提供了關(guān)鍵的約束?!?/p>

Zhúlóng 的形態(tài)學建模。(Xiao 等人,arXiv, 2024)

在我們今天的宇宙中,星系有許多不同的形狀和大小。透鏡星系是斑駁的、無形的,而螺旋星系則定義了從其中心彎曲出來的旋臂。

宏偉設(shè)計的螺旋星系是最華麗的結(jié)構(gòu)有點像星系,有突出的、形狀良好的、可見的旋臂,從一個明亮、明確的星系中心彎曲出來;幾乎是柏拉圖式的理想螺旋星系應(yīng)該是什么樣子。

我們不知道漩渦星系是什么時候開始在宇宙中聚集的,但是在我們觀察的時空中,它們非常罕見,而且在大約115億年前幾乎不存在。

Zhúlóng 是在 JWST 收集的數(shù)據(jù)中偶然發(fā)現(xiàn)的,用于PANORAMIC 調(diào)查,這是一項觀測活動,旨在觀測宇宙黎明中的星系,即宇宙大爆炸后的第一個十億年。

盡管勘測還發(fā)現(xiàn)了其他大質(zhì)量星系,但該團隊表示,Zhúlóng 確實令人難以置信。

“它有一個引人注目的進化形態(tài):一個靜止的經(jīng)典凸起 + 恒星形成的恒星盤 + 宏偉設(shè)計的旋臂(定義為跨越整個星系的螺旋結(jié)構(gòu),從核心到郊區(qū),旋臂從截然相反的點開始),已經(jīng)在大爆炸后的 10 億年了,”他們在報紙上寫字.

Zhúlóng 的形態(tài)學。(Xiao 等人,arXiv, 2024)

此外,對于早期宇宙中的星系來說,它是相當大的,直徑約為 62,000 光年,質(zhì)量與銀河系的質(zhì)量相當。

“Zhúlóng 的突出之處在于它在形狀、大小和恒星質(zhì)量上與銀河系的相似程度?!?a>Xiao 說.

黑洞它的中心似乎是靜止的,這表明每年 20 到 155 個太陽質(zhì)量的恒星形成速度正在減慢。

總而言之,數(shù)據(jù)表明一個星系已經(jīng)經(jīng)歷了形成的陣痛,并正在形成一個平靜、明確的結(jié)構(gòu)。

研究人員認為,Zhúlóng 代表了迄今為止觀察到的最早的螺旋星系例子。這表明類銀河系可以比我們想象的要快得多——大約比本地宇宙中這種形成的速度快 10 倍。

“所有這些屬性的存在使 Zhúlóng 非常特別,”研究人員寫道,“表明早期宇宙中大質(zhì)量星系的快速形成和形態(tài)演化。

該發(fā)現(xiàn)已發(fā)表在天文學與天體物理學.

本文的早期版本發(fā)表于 2025 年 1 月.

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