早期宇宙是一個動盪不安的地方。星系碰撞的頻率遠高於今天,星系內部也是混亂的、團塊狀的恆星群。那裡不是像銀河系或仙女座星系這樣有序、精緻的螺旋星系存在的地方。
然而,透過掃描數百個在大爆炸後僅存在數十億年的星系,一組天文學家在宇宙的粗糙中發現了一顆鑽石。研究人員發現了一個罕見的早期星系,具有明顯的螺旋臂,他們在7月19日的《自然》雜誌上報道了這一發現。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)這個星系獨特的環境可能有助於解釋為什麼螺旋星系在那個時代如此罕見。這個新發現的星系被稱為 BX 442,在哈勃影像中被確認為一個在大爆炸後三十億年存在的螺旋星系。它似乎符合所謂的“宏偉設計螺旋星系”的標準,在這種星系中,明顯的螺旋臂為星系恆星盤賦予了清晰的形狀。
螺旋星系在現代宇宙中很常見,但當天文學家凝視宇宙,觀察越來越遙遠的物體——從而也越來越回溯到過去的時間時——螺旋結構開始逐漸消失。天文學家看到的不是有序的漩渦,而是經歷著宇宙等效尷尬期的塊狀、斑點狀星系。但不知何故,規則的螺旋結構被印在了 BX 442 上,這可能是由於最近與一個更小的星系擦肩而過造成的。“據我們所知,使其與眾不同的似乎是它旁邊有一個小伴星系,”多倫多大學的天體物理學家、主要研究作者大衛·勞說。勞說,如果伴星系是觸發因素,螺旋臂“可能會在大約 1 億年左右的時間內消退”。那個時代的螺旋結構的短暫性可以解釋為什麼螺旋星系如此罕見。
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BX 442 也可能在沒有鄰居推動的情況下產生了自己的螺旋結構。星系內部的恆星和氣體團塊會導致螺旋結構的形成,而 BX 442 似乎在其螺旋臂之一上至少包含一個大型團塊。
可能是多種不同的機制可以塑造螺旋星系。一旦下一代天文臺(例如 NASA 的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡)上線,應該可以研究來自不同宇宙時代的更多例子。