韋伯望遠鏡驚見「燭龍星系」:宇宙初期不該存在的螺旋星系
天文學家運用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)發現了名為「燭龍」的星系,這個目前已知最遙遠的螺旋星系,竟在大爆炸後僅10億年就已成形。更令人驚奇的是,燭龍星系已具備類似銀河系的成熟結構,顯示螺旋臂與星系組織形態的出現時間,遠比過去理論預測的更早。
這項突破性發現來自PANORAMIC巡天計畫,由美國國家光學紅外線天文研究實驗室(NOIRLab)天文學家克里斯蒂娜·威廉斯領導的國際團隊所主導。研究團隊將這個星系命名為「燭龍」,靈感來自中國神話中掌管光明的神獸。燭龍星系的出現,不僅暗示宇宙演化速度可能超乎預期,更為早期宇宙中隱藏的星系寶藏開啟了探索之門。
在現代宇宙中,像銀河系這樣的螺旋星系相當常見,但天文學家過去認為,這類具有螺旋臂的組織化星系需要數十億年才能形成。燭龍星系的發現徹底顛覆了這個認知——它不僅是目前已知最古老的螺旋星系,更展現出令人意外的成熟度。
研究團隊透過韋伯望遠鏡的「純平行觀測模式」發現燭龍星系,這種創新觀測方式能同時利用主相機與次相機進行拍攝。威廉斯表示:「這就像一場冒險,我們是首批在新望遠鏡上嘗試新觀測模式的團隊。」
燭龍星系的獨特之處在於其結構:中心是密集的古老恆星群,外圍則環繞著由年輕恆星組成的螺旋臂。這種結構特徵與鄰近宇宙中的星系相似,質量與大小也與銀河系相當。威廉斯興奮地說:「看到這個星系擁有如銀河系般的宏偉螺旋結構,真的令人振奮。傳統理論認為這種結構需要數十億年才能形成,但燭龍證明這可能只需10億年。」
天文學家推測,像燭龍這樣的螺旋星系在早期宇宙中可能壽命較短,因為頻繁的星系合併或其他演化過程容易破壞螺旋結構。這或許解釋了為何螺旋星系在現代宇宙中更為常見。
未來,研究團隊將透過韋伯望遠鏡與阿塔卡瑪大型毫米波/次毫米波陣列(ALMA)的進一步觀測,確認燭龍星系的特性並追溯其形成歷史。隨著更多廣域星系巡天計畫的展開,天文學家預期將發現更多這類「不該存在」的早期星系,為宇宙演化理論帶來全新見解。
這項研究成果已發表於《天文與天體物理學》期刊,論文標題為〈PANORAMIC:發現紅移5.2處的超大質量宏偉螺旋星系〉。