最古老的旋涡星系

撰文｜约翰·马特森（John Matson）

翻译｜王栋

在纷杂的早期宇宙中，天文学家发现了一颗美丽的“钻石”——迄今所知最古老的明亮旋涡星系。它的出现也许能解开困扰天文学家很久的问题：在宇宙的早期，为什么旋涡结构如此稀少。

早期的宇宙热闹而纷杂。与今天相比，那时星系之间的碰撞融合更加频繁，而且星系内部也混乱地充斥着由恒星构成的团块，几乎无法形成精巧有序，如银河系或仙女星系一样的旋涡星系。

然而，通过扫描数百个在宇宙大爆炸后几十亿年内出现的星系，一个由天文学家组成的研究团队在这一片纷杂中发现了一颗美丽的“钻石”——一个罕见的、带有明显旋臂结构的早期星系。这一发现发表在2012年7月19日的《自然》杂志上。这个星系的独特情况或许能够说明旋涡结构在那个时期如此稀有的原因。

这个星系被命名为BX 442，存在于宇宙大爆炸后30亿年。通过研究哈勃空间望远镜拍摄的照片，科学家们辨别出它是一个旋涡星系。它看起来符合“宏象旋涡”星系的特征。在这类星系中，明显的旋臂结构成为了由恒星构成的星盘最显著的外貌特征。

在现在的宇宙中，旋涡结构比比皆是，但当天文学家们将目光穿越宇宙，投向越来越远（也就是越来越古老）的天体上时，旋涡结构就开始逐渐消失了。天文学家们看到的多是块状的、斑斑点点的星系飘荡在奇异的宇宙中，而没有期待中的古老旋涡星系。然而，由于某种原因，BX 442却具有今天通常的旋涡结构，原因或许是它不久前才擦碰上另一个小得多的星系。“我们能给出的最合理的解释是，它形成旋臂的原因是旁边那个小型伴随星系。”该项研究的主要作者、加拿大多伦多大学的天体物理学家戴维·劳（David R. Law）说。“如果这个伴随星系是触发因素的话，旋臂将很可能在大约1亿年内逐渐消失。”劳解释。在宇宙的那个时期，旋涡结构只能短暂存在的特性可以说明旋涡结构如此稀少的原因。

BX 442也有可能是自己演化出了旋涡结构，而不是依靠“邻居”帮忙。星系内由恒星和气体构成的团块能够导致旋臂的形成；而BX 442的其中一条旋臂旁似乎具有至少一个巨大团块。

当下一代观测设备（例如美国国家航空航天局的韦布空间望远镜）投入使用之后，我们将获得更多宇宙不同阶段的星系样本，这些星系样本可以用于进一步研究。