科學

韋伯找到一座比銀河系重數倍卻幾乎不自轉的早期巨型星系

Peter Finch

韋伯捕捉到一座恆星數量是銀河系數倍、卻不自轉的星系。它內部幾乎所有運動都是隨機的:恆星向各個方向亂走,而非繞著共同的軸線運行。這類慢自轉星系在當今宇宙裡並不陌生,通常以歷經漫長並合史的巨大成熟橢圓星系出現。當宇宙仍處於嬰兒期時就找到一座已成形的樣本,推翻了這類星系需要數十億年才能建成的假設。

團隊用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,繪製了 XMM-VID1-2075 與另外兩座同齡星系的內部運動圖。藉由追蹤每個系統兩側物質的運動,天文學家把有序的自轉與隨機的恆星運動互相對照。XMM-VID1-2075 幾乎測不到自轉,另外兩座則像普通的螺旋星系

為了給出比例:銀河系與大多數螺旋星系都由有序自轉主導,恆星以每秒數百公里圍著一個扁平盤面運行。慢自轉星系則完全不同。它們大致是球形或橄欖球形,恆星以混亂方式漫遊。在近處宇宙裡,它們是耗去了幾乎整段宇宙史、靠反覆並合才組成的巨型橢圓星系。在宇宙不足 20 億歲時看到一座成品意味著:一座星系可以跳過那些緩慢的步驟。

團隊認為最可能的捷徑是一場大型並合。兩座質量相當的星系正面相撞,會抹掉原本的自轉,留下一個由隨機運動支撐的系統——一座在宇宙級的幾分鐘內、而非整個永世間建成的完整橢圓星系。這個案例暗示,年輕宇宙的物理能將星系組裝壓縮得比現行模型允許的強烈許多。

結果建立在三座星系上,其中只有一座是核心案例。要推斷如此遙遠星系整體的運動學,得對塵埃、視角以及韋伯光譜如何轉化為真實恆星運動做出多項假設。天文學家正尋找其他早期非自轉星系以資比較。若 XMM-VID1-2075 最終被證實是孤例,單一並合形成將留在邊緣通道,而非常規路徑。

下一階段預計在未來的韋伯觀測週期中擴充樣本,讓團隊把結果與星系形成模擬相互印證。論文於 2026 年 5 月 4 日刊登於《Nature Astronomy》。

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