【正见新闻网2024年10月19日】
按照当前天文学主流观点，我们宇宙在始于一次大爆炸，早期星系看起来都很小而且很混乱，然后这些杂乱的早期星系相互融合，然后以极其缓慢的速度演化成更平滑的形状。目前的理论认为，一个星系要想像我们的银河系一样有序——一个旋转的圆盘，结构整齐，就像螺旋臂一样——必须经历数十亿年的演化。然而，REBELS-25 的发现对这一时间尺度提出了挑战。
研究人员发现了迄今为止观测到的最遥远的类银河系星系。这个被称为 REBELS-25 的盘状星系看起来和现在的星系一样有序，但我们看到的是宇宙只有 7 亿年历史时的星系。
REBELS-25 星系是迄今为止所见最最早的旋转盘状星系。（图片来源：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Rowland 等人）
这项研究已被《皇家天文学会月刊》接受发表，天文学家发现 REBELS-25 是迄今为止发现的最遥远的强旋转盘状星系。按照大爆炸理论，该星系当时的年龄只有7 亿年，仅为其当前宇宙年龄（138 亿年）的 5%，这使得 REBELS-25 的有序旋转出乎意料。“看到一个与我们银河系如此相似的星系，并且以强烈的旋转为主，挑战了我们对早期宇宙中的星系如何快速演变成当今宇宙中有序星系的理解， ”莱顿大学博士生、这项研究的第一作者 路西.罗兰（Lucie Rowland） 说。
REBELS-25 最初是由同一团队在之前的观测中发现的，当时他们也使用位于智利阿塔卡马沙漠的 ALMA 进行观测，显示出旋转的迹象。但数据的分辨率不够精细，无法确定。
为了更精确地揭示这个早期星系的结构和运动，研究小组继续使用 ALMA 对其进行研究，但这次的分辨率更高。结果表明，REBELS-25 中的气体中部分向地球移动，而另一部分则远离地球。这可能是由于一种称为蓝移和红移的现象。
ALMA 观测到的 REBELS-25 星系中冷气体的运动。蓝色表示向地球运动，红色表示远离地球运动，颜色越深表示运动越快。图像中的红蓝分界线清楚地显示了该物体正在旋转。 （图片来源：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Rowland 等人）
当光源朝地球移动时，光的波长会被压缩。这会使光“移位”到电磁波谱的短波长“蓝端” 。因此，朝我们移动的光源会发生“蓝移”。另一方面，如果光源远离我们，它发出的光的波长会拉长，使其移向电磁波谱的“红端”。
新研究证实，REBELS-25 是一个破纪录的星系，是迄今为止所见最早、最遥远、旋转速度最快的星系。
“ALMA 是现存唯一具有达到这一灵敏度和分辨率的望远镜，”英国利物浦约翰摩尔斯大学研究员、该研究的合著者 任斯克.斯密特（Renske Smit） 说。
令人惊讶的是，数据还暗示了与银河系相似的更发达的特征，如中央细长的棒状物，甚至螺旋臂，尽管还需要更多的观测来证实这一点。“找到更进化结构的进一步证据将是一个令人兴奋的发现， 因为它将是迄今为止观测到的具有此类结构的最遥远的星系， ”罗兰说。
REBELS-25 的未来观测以及其他早期旋转星系的发现将有可能改变我们对早期星系形成以及整个宇宙演化的理解。
资料来源：
1. https://www.space.com/the-universe/record-breaking-ancient-galaxy-challenges-cosmic-evolution-theories
2. https://www.eso.org/public/news/eso2415/