哈勃望遠鏡發現迄今最古老螺旋星系

天文學家18日宣布，他們用哈勃望遠鏡首次探測到一個宇宙早期形成的螺旋星系，距今約107億年，比其他許多螺旋星系早了幾十億年。研究人員表示，這一發現促使人們重新思考大爆炸之后星系是如何形成的。該發現發表在7月19日的《自然》雜志上。

哈勃望遠鏡拍下了約300個早期宇宙形成的遙遠星系。這一最古老星系叫做BX442，根據其距離測算，它形成于大爆炸之后約30億年，這里發出的光到達地球要花107億年。它比其他早期宇宙中的星系要大得多，據分析，宇宙中這種質量的星系只占約30%。

“早期宇宙中的星系看起來很奇怪，是一塊塊的，不規則也不對稱。”論文合著者、加州大學洛杉磯分校（UCLA）物理與天文學副教授艾麗斯·夏普利說，“大多數古老星系看起來就像火車殘骸。”在早期宇宙中，星系經常撞在一起，星系間氣體沉降下來，將恒星滋養得越來越大，那時恒星和黑洞成長的速度比今天要快得多。

現在宇宙中的星系分許多類型，包括螺旋星系，比如銀河系是一個旋轉著的大圓盤，由恒星和氣體組成；橢圓星系，其中包含更古老的紅色恒星，它們隨機運動；混合星系，存在于宇宙早期，其中包含的星系更多樣化，而且不規則。論文領導作者、多倫多大學鄧拉普天文與天體物理學院博士后大衛·羅說：“目前的觀點認為，這種‘宏觀設計’螺旋星系不可能存在于早期宇宙中。”“宏觀設計”星系是指有著突出的、形狀優美的螺旋手臂的星系。

“BX442看起來離得并不遠。”夏普利說，為了確定這不是兩個星系在照片中碰巧連在了一起，他們用夏威夷W.M.凱克天文臺的OSIRIS（光學光譜儀與紅外成像系統）攝譜儀，進一步分析了圍繞BX442的約3600個位點發出的光譜，最終確定它是一個旋轉著的螺旋星系。

“當我們拿到星系光譜圖，一眼看到它的螺旋手臂時，第一感覺是被照片誤導了，這可能只是個幻覺。”夏普利說，但他們還在星系中心發現了有巨大黑洞存在的證據，可能黑洞對BX442的進化起了一定作用。

夏普利說，BX442看起來更像今天宇宙中的普通星系，而在早期宇宙中十分稀有，它代表了早期混亂星系和旋轉螺旋星系之間的一種聯系。“它有可能揭示在每個產生‘宏觀設計’螺旋結構的宇宙時期，合并作用的重要性。”

研究人員表示，他們還將繼續研究BX442。“我們希望以其他波長拍下它的照片，這樣可以判斷出該位置的星系屬于哪種類型，并繪制出BX442內的恒星及氣體混合物。”夏普利說。