当宇宙还是新的时候,遵循大约 138 亿年前,星系花了一些时间才从周围的原始汤中聚集起来。
宇宙黎明结束时的一项新发现正在挑战我们认为组装需要多长时间。 JWST 发现了一个 128 亿年前出现的巨大超大星系,其结构如此复杂,只能属于最壮观的星系类别:宏伟的设计螺旋星系。
这个星系的名字是Zhulóng,源自中国神话中的火炬龙,其发现已在论文上传到预印本服务器 arXiv领先于和出版。
“朱龙表明,在大爆炸后的前十亿年里,成熟星系的出现比预期要早得多,”写由瑞士日内瓦大学天文学家Mengyuan Shaw领导的团队。
“我们的发现为大规模星系形成模型和早期宇宙螺旋结构的起源提供了关键约束。”
在今天我们周围的宇宙中,星系有多种不同的形状和大小。透镜状星系有点像斑点状且无形,而螺旋星系则具有从其中心向外弯曲的旋臂。
宏伟的设计螺旋星系是某种星系,具有突出的、形状良好且可见的旋臂,远离明亮、明确的星系中心;螺旋星系应该是什么样子。
我们并不清楚螺旋星系何时开始在宇宙中聚集在一起,但在我们观测到的更远的时空中,它们非常罕见,并且在大约 115 亿年前几乎不存在。
珠龙是在 JWST 收集的数据中偶然发现的。全景调查,这是一项观测宇宙黎明时期星系的观测活动,即大爆炸后的第一个十亿年。
研究小组表示,尽管调查还发现了其他巨大的星系,但珠龙星系确实令人难以置信。
“它具有惊人的进化形态:类似静止的经典核球+恒星形成的恒星盘+宏伟设计的旋臂(定义为横跨整个星系的螺旋结构,从核心到外围,旋臂从直径相对的点开始),已经是大爆炸后 10 亿年了,”他们在论文中写道。
此外,对于早期宇宙中的星系来说,它相当大,直径约为62,000光年,质量与银河系相当。这它的中心似乎处于静止状态,这表明每年 20 至 155 个太阳质量的恒星形成速度正在放缓。
总而言之,这些数据表明一个星系已经经历了形成的阵痛,并正在逐渐形成一个稳定、明确的结构。
研究人员认为,Zhulóng 代表了迄今为止发现的最早的螺旋星系的例子。这表明一个其形成速度比我们想象的要快得多——大约比本地宇宙中的形成速度快 10 倍。
“所有这些特性的存在使得珠龙非常与众不同,”研究人员写道,“表明早期宇宙中大质量星系的快速形成和形态演化。”
团队论文已提交至天文学与天体物理学并且可以在arXiv。