摘要：研究人员刚刚使用詹姆斯韦伯太空望远镜 （JWST） 发现了一个意想不到的星系。这个由恒星组成的大漩涡被称为宏伟设计的漩涡星系，它异常古老的年龄可能会改变我们对星系形成的认知。

早期宇宙中的星系往往是块状的，但 JWST 在大爆炸后仅 15 亿年就发现了一个“宏伟设计”的螺旋星系，这让科学家们感到困惑。

A2744-GDSp-z4 的合成图像显示，尽管它出现在时间黎明后仅 15 亿年，但它有两个巨大的旋臂从中心伸出。 （图片来源：Jain 等人）

研究人员刚刚使用詹姆斯韦伯太空望远镜 （JWST） 发现了一个意想不到的星系。这个由恒星组成的大漩涡被称为宏伟设计的漩涡星系，它异常古老的年龄可能会改变我们对星系形成的认知。

一般来说，一个星系越古老，它离我们就越远。科学家可以通过一种叫做红移的东西来测量星系的年龄和距离——当光穿过大片空间时，它会转移到较低频率、更红的波长时，就会出现这种现象。发生这种情况有几个原因;首先，因为宇宙在膨胀，老恒星自然会离得更远。其次，因为红色是可见光谱中最长的波长，所以距离很远的恒星往往显得更红，具有更高的红移。JWST 旨在深入观察红色和红外光谱，使其能够比以前的任何望远镜都更清晰地看到古老、遥远的星系。

但漩涡星系往往更年轻，这使得新发现的星系（命名为 A2744-GDSp-z4）成为一个异常值。像 A2744-GDSp-z4 这样的大设计星系的特点是它们有两个明确的旋臂。根据拉斯坎布雷斯天文台的数据，很少有发现红移超过 3.0 的光——这意味着它们的光已经传播了近 115 亿年。

与此同时，新发现的星系的红移为 4.03，这意味着 JWST 检测到的光是在 120 多亿年前发射的。根据发现它的研究人员的说法，这意味着 A2744-GDSp-z4 在宇宙只有大约 15 亿年的时候聚集在一起——而且它似乎形成得非常迅速。根据其估计的恒星形成速度，它在短短几亿年内积累了大约 100 亿个太阳质量的质量。

这与科学家认为螺旋星系通常形成的方式背道而驰。

“高红移螺旋的稀有性可能是星系在早期时期动态热的结果，”由印度国家射电天体物理学中心的 Rashi Jain 领导的研究人员在这项新研究中写道。研究人员补充说，“动态热系统往往会形成块状结构”，而不是高度有序的螺旋。

该团队推测，A2744-GDSp-z4 的形成可能是由恒星棒的存在驱动的——恒星棒是大多数星系中发现的气体结构，它为恒星诞生提供燃料，并在星系的内部和外部区域之间引导气体，从而促成了星系的大小和形状。研究人员写道，这个古老的螺旋也可能是通过两个较小的星系合并形成的，尽管考虑到其有序的结构，这似乎不太可能。

来源：老尹的科学大讲堂