宇宙學家看到120億光年遠的類銀河星系

與歐洲南方天文臺（ESO）合作使用阿塔卡瑪大毫米/亞毫米陣列（ALMA）的天文學家，發現了一個非常遙遠、非常年輕的星系系，看起來非常像我們的銀河系。這個類銀河系距離我們很遙遠，它花了超過120億年的時間才能到達我們：我們所看到的就像宇宙只有14億年的歷史一樣。同樣令人吃驚的是，這個遙遠星系的有序性與宇宙早期所有星系都是湍流且不穩定的理論相矛盾。這一出乎意料的發現挑戰了我們對星系形成方式的理解，為我們對宇宙的過去提供了新的見解。

圖註：天文學家使用ESO作為合作夥伴的ALMA發現了一個極其遙遠的星系，它看起來像我們的銀河系。這個星系，SPT0418-47，被附近的一個星系引力透鏡，在天空中以近乎完美的光環顯現。

弗朗西斯卡·裡佐（Francesca Rizzo）博士說：「這一結果代表了銀河系形成領域的一項突破，表明我們在附近的螺旋星系和銀河系中觀察到的結構已經存在了120億年前。」來自德國馬克斯·普朗克天體物理學研究所的學生，他領導了今天發表在《自然》雜誌上的這項研究。雖然天文學家研究的星系SPT0418-47似乎沒有旋臂，但它至少具有我們銀河系的兩個典型特徵：旋轉盤和凸起，大群恆星緊緊圍繞星系中央。這是在宇宙歷史的早期第一次出現凸起，使遙遠的SPT0418-47看起來像銀河系。

在荷蘭格羅寧根大學Kapteyn天文研究所的合著者Filippo Fraternali說：「最大的驚喜是發現這個星系實際上與附近的星系非常相似，這與模型和先前的、較不詳細的觀測結果所期望的完全相反。」在早期的宇宙中，年輕的星系仍處於形成過程中，因此研究人員期望它們是混亂的，並且缺乏像銀河系這樣的更為成熟的星系所特有的獨特結構。

研究諸如SPT0418-47之類的遙遠星系對我們了解星系如何形成和演化至關重要。當宇宙只有其當前年齡的10％時，這個星系距離我們如此之遙，因為它的光花了120億年才能到達地球。通過研究，我們可以回到這些嬰兒星系剛剛開始發展的時代。

圖註： SPT0418-47星系由附近的一個星系引力透鏡，在天空中以近乎完美的光環出現（左圖）。 研究小組使用一種新的計算機建模技術，根據ALMA數據重建了遙遠星系的真實形狀及其氣體的運動（右）。 觀測結果表明SPT0418-47是一個具有中心凸起的圓盤星系，其中的物質繞著中心旋轉。遠離我們的氣體以紅色顯示，而朝觀察者方向移動的氣體以藍色顯示。

由於這些星系相距甚遠，因此即使是最強大的望遠鏡也無法進行詳細的觀測，因為這些星系看上去很小又微弱。該團隊通過使用附近的星系作為強大的放大鏡克服了這一障礙，這種效果被稱為引力透鏡，使ALMA能夠以前所未有的細節觀察遙遠的過去。 在這種情況下，來自附近星系的引力會使來自遙遠星系的光線扭曲並使它們彎曲，從而使它顯得變形和放大。

引力透鏡化的遙遠星系由於其精確地對準而表現為附近星系周圍的近乎完美的光環。 研究小組使用一種新的計算機建模技術，根據ALMA數據重建了遙遠星系的真實形狀及其氣體運動。裡佐說：「當我第一次看到SPT0418-47的重建圖像時，我簡直不敢相信：一個寶藏正在打開。」

&34;共同作者西蒙娜·維蓋蒂說，她也來自馬克斯·普朗克天體物理學研究所的。&34; 然而，天文學家指出，儘管SPT0418-47具有類似於我們今天看到的螺旋星系的圓盤和其他特徵，但他們期望它進化成一個與銀河系截然不同的星系，並加入橢圓星系的行列，這是另一種類型的星系，與漩渦星系並存，今天已經存在於宇宙中 。

​這一意外的發現表明，早期的宇宙可能不像人們曾經認為的那樣混亂，並引發了許多問題，即一個秩序良好的星系怎麼會在大爆炸之後如此快地形成。這一ALMA發現是在5月份宣布的，在類似距離上看到的巨大旋轉圓盤的發現之後發現的。SPT0418-47由於具有透鏡效果，因此可以看到更精細的細節，並且除了圓盤外還有凸起，這使其與我們目前的銀河系比以前研究的更加相似。

未來的研究，包括ESO的超大型望遠鏡，將試圖揭示這些&34;圓盤星系的典型，以及它們通常是否比預測的要少，為天文學家發現星系是如何進化開闢新的途徑。