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    日研究員從舊相發現大爆炸後 14 億年形成螺旋星系 人類已知最古老、最巨大

    上周刊於《科學》的研究指,日本天文學家在一張由阿塔卡馬大型毫米波/次毫米波陣列(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA) 拍攝的模糊、被遺忘照片,發現了宇宙中已知最古老、形成於約 124 億年前的螺旋形星系。

    該螺旋形星系名為 BRI 1335-0417 ,橫跨度為 15,000 光年,似乎有 2 條螺旋臂和一個模糊的旋轉盤面結構,是地球身處、同為螺旋形星系銀河系的三分之一,但質量相約。BRI 1335-0417 的密度也令人難以置信。團隊認為,該星系星體如此密集,是因為它是由兩個較小的星系劇烈碰撞形成的。

    BRI 1335-0417 圖像 Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Tsukui & S. Iguchi

    BRI 1335-0417 是在大爆炸之後約 14 億年形成,是螺旋形星系的最早例子,比之前在 2019 年發現的最古老螺旋形星系再早約 11 億年形成。現時已知的最古老星系則為 GN-z11 ,在大爆炸後約 4 億年形成。

    日本研究人員是在 ALMA 檔案庫發現 BRI 1335-0417。對外行人來說,該照片可能看起來很模糊,但是對於這樣一個遙遠的星系,實際上包含了很多令人驚訝的細節。

    研究首席作者、綜合研究大學院大學天文學研究員津久井崇史在聲明中表示, ALMA 數據的質量相當好,容許團隊找到大量細節,自己也很興奮,因為從未在以前任何文獻見過如此清晰的證據,顯示遙遠星系都有旋轉星盤、螺旋形結構和集中的質量結構。

    圖像模糊實際上是由於,是使用來自銀河系中碳離子的無線電輻射,而不是以可見光來捕捉影像,因為可見光很難從如此遙遠的星系中準確檢測到。津久井補充,由於 BRI 1335-0417 非常遙遠,所以人類可能無法在此觀察中看到該星系的真實邊緣,「對於早期宇宙中存在的星系而言, BRI 1335-0417 是個巨人。」

    BRI 1335-0417 的最終命運也可能為螺旋星系最終發展提供一些令人興奮的線索。螺旋星系在宇宙中占星系總數 72% ,但之前研究表明,隨著時間推進螺旋星系形成的比率迅速下降。團隊認為,螺旋星系是橢圓形星系的祖先,但這種轉變的確切發生方式仍然成謎。

    團隊指,了解螺旋星系結構的根源將為人類提供有關太陽系誕生環境的線索,進一步增進學界對星系形成歷史的理解。

    來源:
    Live Science, Oldest spiral galaxy in the universe captured in fuzzy photo, 24 May 2021

    報告:
    Tsukui, T. & Iguchi, S. (2021). Spiral morphology in an intensely star-forming disk galaxy more than 12 billion years ago. Science 20 May 2021: eabe9680. DOI: 10.1126/science.abe9680

    文/Alan Chiu

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