發現盤狀星系比預期還「早熟」,形成於大爆炸後僅 15 億年
過去觀察結果表明,大爆炸發生後約 30~60 億年,盤狀星系(包括銀河系這種大型螺旋星系)才開始大量出現,然而最新研究發現有史以來最古老的盤狀星系,形成於大爆炸之後僅 15 億年。這星系如此早熟,也說明了像銀河系這種大型螺旋星系可以相對快速地成長。
最古老的大型星系如何在混亂的早期宇宙中形成?當前理論建模認為,大型星系是由許多較小星系和氣體團塊合併而成,由於過程相當「暴力」,因此在宇宙早期發現的星系看起來通常都像車禍現場殘骸,不成體統;隨著時間流逝,熱氣體與塵埃才逐漸冷卻坍塌成盤狀星系。
而模型表明,我們不會在大爆炸後不久就看到井然有序的旋轉圓盤狀星系,多數在大爆炸後 60 億年才開始具有漂亮的圓盤形狀,然而當科學家在大爆炸後僅 15 億年就看到這種盤狀星系時,證明星系的形成演化還有其他不同機制。
馬克思普朗克天文學研究所 Marcel Neeleman 團隊認為,可能是另一種「冷吸積」模式,主角為暗物質,早期宇宙中成簇不可見的暗物質做為一種龐大「骨架」,如果氣體從一開始就很涼爽,就可能會沿著暗物質細絲流入暗物質團塊中,從而積聚成大型有序的盤狀星系。
為驗證這理論,科學家利用阿塔卡瑪大型毫米及次毫米陣列(ALMA)觀察早期宇宙,真的發現名為 DLA0817G 的新星系(為了紀念已故天文學家 Arthur Wolfe,也稱為 Wolfe Disk 星系),在大爆炸後 15 億年就已擁有漂亮的旋轉盤面。
這項發現讓科學家意識到早期宇宙的旋轉盤狀星系,可能並不像我們想像的那樣罕見,也許還有很多正等著我們挖掘。新論文發表在《自然》(Nature)期刊。
Astronomers Detect a Suspiciously Shaped Galaxy Lurking in The Very Early Universe
Galaxy disk observed to have formed shortly after the Big Bang
DISCOVERY OF THE "WOLFE DISK" TESTS THE THEORY OF GALAXY FORMATION
The oldest disk galaxy yet found formed more than 12 billion years ago
(首圖來源:NRAO)