天文学家对无旋转的古老星系感到震惊
## 使用詹姆斯韦伯太空望远镜的天文学家发现了一个来自早期宇宙的巨大星系，该星系似乎没有旋转——这是一个通常只在古老得多的星系中才会出现的令人惊讶的特征
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使用詹姆斯韦伯太空望远镜的天文学家发现了一个来自早期宇宙的巨大星系，该星系似乎没有旋转——这是一个通常只在古老得多的星系中才会出现的令人惊讶的特征。（艺术家概念图）来源：SciTechDaily
大爆炸后不到20亿年形成的一个巨大星系让天文学家感到困惑，因为它没有显示出任何旋转的迹象。
使用詹姆斯韦伯太空望远镜的天文学家发现了早期宇宙中一个不寻常的星系，它似乎缺少科学家预期会发现的东西：旋转。
研究人员表示，星系通常被认为在形成时就开始旋转，这是由引力和流入气体流驱动的。但这个名为XMMVID12075的遥远星系没有显示出这种运动的迹象，这使其成为一个意外发现。
这项发现被描述在近期发表于《自然天文学》的一项研究中。该研究的主要作者本福里斯特是加州大学戴维斯分校物理与天文学系的研究科学家，他表示，没有明显旋转的星系通常只在宇宙历史的更晚期才被观测到。
福雷斯特说：尤其是这一个，没有显示出任何旋转的迹象，这既令人惊讶又非常有趣。
早期宇宙星系挑战预期
星系形成的现有模型表明，年轻星系在聚集物质时应该会自然旋转。然而，经过数十亿年，星系间的反复合并可能会扰乱或部分抵消这种运动。
这个过程被认为需要极长的时间。正因为如此，天文学家惊讶地发现，在宇宙还不到20亿年的时候就存在具有这些特征的星系。
附近的大质量星系有时几乎没有有序的旋转，反而包含着沿许多随机方向运动的恒星。科学家们通常将这种行为与经历过长期碰撞和合并历史的星系联系起来。
巨大的古老星系早已停止形成恒星
在使用韦伯望远镜之前，福雷斯特及其参与MAGAZ3NE（红移大于3的大质量古老星系近红外）项目的同事们，已经通过夏威夷的W.M.凯克天文台观测到了XMMVID12075。
早期的观测表明该星系在其所处的时代就已经非常庞大，其恒星数量是银河系的数倍。数据还显示，该星系已基本停止产生新恒星。
福雷斯特表示：此前MAGAZ3NE的观测已证实，这是早期宇宙中质量最大的星系之一，其恒星数量已是银河系的数倍，并且还证实它已不再形成新恒星，这使其成为后续观测的一个极具吸引力的目标。
詹姆斯韦伯望远镜测量星系运动
研究团队后来使用詹姆斯韦布空间望远镜更详细地研究了XMMVID12075以及另外两个大致同一时期的星系。韦布让天文学家能够测量每个星系内部物质的运动方式。
这种类型的研究在附近的星系中已经开展了很多，因为它们距离更近、体积更大，所以可以从地面进行这类研究，但对高红移星系来说很难做到，因为它们在天空中看起来要小得多，福雷斯特说。詹姆斯韦伯太空望远镜确实在推动这类研究的前沿。
在被观测的三个星系中，一个显示出明显的旋转，另一个看起来更不规则，而XMMVID12075则表现出无整体自旋的随机运动。
这与本地宇宙中一些质量最大的星系是一致的，但这么早就发现它有点令人惊讶，福雷斯特说。
可能的古老星系碰撞
天文学家目前正试图确定这个星系是如何如此迅速地变成科学家所说的慢速旋转体的。
一种解释是，该星系可能曾与另一个旋转方向几乎相反的星系发生过重大碰撞。这样的事件可能扰乱或抵消了该系统的大部分旋转。
研究人员认为韦伯望远镜的观测结果可能支持这一观点。
对于这个特定的星系，我们看到其侧面有大量额外的光。因此，这表明有某个其他天体进入并正在与该系统相互作用，可能正在改变其动力学状态，福雷斯特说。
寻找更多非旋转星系
该团队计划继续在早期宇宙中寻找其他类似XMMVID12075的星系。科学家们随后可以将这些发现与计算机模拟进行比较，以更好地理解大爆炸后不久星系是如何演化的。
有一些模拟预测，在宇宙早期会存在极少数这类非旋转星系，但它们认为这些星系会非常罕见。因此，这是我们可以检验这些模拟的一种方法，以真正弄清楚它们有多常见，进而了解我们关于这种演化的理论是否正确，福里斯特说。
论文的其他合著者包括：布莱恩C勒莫（加州大学戴维斯分校及夏威夷双子座天文台）；亚当穆津和阿迪特H爱德华（多伦多约克大学）；达尼洛马尔凯西尼、理查德潘和内希尔奥兹登（塔夫茨大学）；杰奎琳安特维丹索（多伦多大学）；张文军（加州大学河滨分校）；MC库珀和斯蒂芬妮M乌尔巴诺斯塔温斯基（加州大学欧文分校）；珀西戈麦斯（夏威夷卡穆埃拉WM凯克天文台）；卢卡斯基米格和瑞亚西尔维娅雷穆斯（德国慕尼黑路德维希马克西米利安大学）；伊恩麦康纳奇（威斯康星大学麦迪逊分校）；艾莉森诺布尔（亚利桑那州立大学）；以及吉莉安威尔逊和ME维斯（加州大学默塞德分校）。
这项研究得到了美国国家航空航天局、太空望远镜科学研究所和美国国家科学基金会的资助。
相关知识
古老星系是形成于宇宙早期的星系，通常距离地球极远，年龄超130亿年，接近宇宙诞生之初。它们结构相对简单，恒星形成活动剧烈，是科学家研究宇宙早期演化、探索星系起源与形成机制的关键对象，能帮助人类了解宇宙从原始状态到成熟星系的转变过程。
BY: University of California - Davis
FY: AI
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