天文学家发现了一个体积比银河系大好几倍的遥远星系,但让人意外的是,它居然处于一种异常平静的状态。来自加州大学戴维斯分校的一个国际团队,利用詹姆斯·韦伯太空望远镜采集的光谱数据,测量了三个遥远星系在宇宙大爆炸后大约18亿年时的物质运动与分布情况。其中有一个星系像预料中那样有明显的旋转,另一个被形容为“有点乱”。但真正让研究人员大跌眼镜的,是第三个星系。



这个代号为XMM-VID1-2075的星系,之前在巡天观测中就已经因为体积巨大且不再产生新恒星而备受关注。而这次的新发现是,它几乎完全没有自转。

在比较近的宇宙里,看到那些经过漫长岁月、多次碰撞后自转变慢的大星系,其实不算稀奇。但问题是,我们观测到XMM-VID1-2075的时候,宇宙才刚约20亿岁,这让人很好奇是什么力量能把它的自转给“剥夺”了。该研究的首席作者本·福雷斯特解释说,以前这类研究大多是在邻近星系里做的,因为它们离得近、看上去更大,地面设备就能搞定。但对于这种高红移的遥远星系来说,难度就大多了,它们在天空中显得非常小。

通常来说,新生星系会在气体和尘埃云向内掉落的过程中开始旋转,物质绕着致密的核心转,角动量就这样传出来了。经过漫长的岁月,一次次跟别的星系碰撞、合并,可能会让恒星朝各个方向乱飞,从而给这个宇宙漩涡踩下刹车。这里的关键因素是时间。虽然在相对较近的地方,已经发现过不少被撞得千疮百孔、转得很慢的星系,但天文学家从没料到能在这么遥远的地方看到这样的天体。福雷斯特表示,确实有一些模拟预测,在极早期宇宙里会存在极少数的非旋转星系,但它们预计会非常罕见。

一个可能的解释是,它刚好跟一个反向旋转的邻近星系撞上了。当两个星系朝着相反的方向转时,彼此的自转就会互相抵消。XMM-VID1-2075的光分布也支持这种说法。福雷斯特说,在这个星系侧面可以看到大量多余的光,说明有别的天体闯进来跟它发生了互动,很可能因此改变了它的动力学特性。

这又是詹姆斯·韦伯望远镜在挑战我们对早期宇宙认知的一个例子,从那种“大得不可思议”的星系,到“成熟得不可思议”的星系。随着我们对远古天体的清单不断加长,那些描述宇宙起源的理论模型也会被一点点调整,而且调整的方式大概率会让我们再次感到眼花缭乱。这项研究已经发表在《自然·天文学》期刊上。