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迄今为止最古老的螺旋星系或揭示银河系的形成之谜




  

图片中插入的两张小图显示了有史以来观测到最古老的螺旋星系的实拍图。其余的图片是一个艺术家绘制的概念图,展示了大质量的星系团是如何弯曲并放大遥远星系的光从而使地球上的天文学家能够观测到它们


撰写本次新发现的论文的合著者,普林斯顿大学的资深天文学家Renyue Cen在一次报告中说道:“螺旋星系在早期的宇宙中异常地稀有,所以这个发现为研究星系是如何从一种混沌动荡的状态逐渐趋于类似我们的银河系这种稳定而扁平的状态打开了一扇大门。”




视频大意:星系的结构,我们的银河系


银河系呈扁球体,具有巨大的盘面结构,由明亮密集的核心、两条主要的旋臂和两条未形成的旋臂组成,旋臂相距4500光年。太阳位于银河一个支臂猎户臂上,至银河中心的距离大约是2.6万光年。


银河系的中央是超大质量的黑洞(人马座A),自内向外分别由银心、银核、银盘、银晕和银冕组成。银河系中央区域多数为老年恒星。围区域多数为新生和年轻的恒星。周围几十万光年的区域分布着十几个卫星星系,其中较大的有大麦哲伦星云和小麦哲伦星云。银河系通过缓慢的吞噬周边的矮星系使自身不断壮大。


银河系物质的主要部分组成一个薄薄的圆盘,叫做银盘。银盘中心隆起的近似于球形的部分叫做核球,在核球区域恒星高度密集。核球中心有一个很小的致密区,叫做银核。银盘外面是一个范围更大,近于球形的区域,其中物质密度比银盘中低得多,叫做银晕。银晕外面还有银冕,它的物质分布大致也呈球形。


星系之间存在暗物质纤维,这些纤维组成了网状的超结构,将星系连接在一起。


星系的大小与形状千差万别,虽然根据NASA的说法随着时间的流逝很多因素都能影响星系的形状,但研究者们认为很多螺旋星系是通过合并较小的椭圆星系形成的,。椭圆星系大部分是圆形或是椭圆形的,并且缺少类似螺旋星系的旋臂状特征。



天文学家埃德温哈勃设计了一种星系分类的方法。看看星系是如何在这个信息图中分类的


据欧洲航天局的哈勃太空望远镜官网所述,埃德温哈勃是最早提出了椭圆星系的演化为螺旋星系理论的天文学家之一,尽管他并没有完全理解星系演化的复杂性。但研究人员仍然在谈论宇宙史时,将螺旋星系从椭圆星系开始形成的过程称为“哈勃序列”。


在澳大利亚斯温伯恩大学,Cen表示“研究类似A1689B11的古老螺旋星系是解开“哈勃序列”是如何、怎样发生的关键”此前研究人员发现的螺旋星系可以追溯到107亿年前。


弯曲光线


新发现的星系距离太远,无法直接用现代仪器观测到。因此,研究人员利用了一种被称为引力透镜的自然现象,在这种现象中,大质量物体(如星系或星系团)的引力会弯曲并放大其后侧的物体发出的光线(如观察者所见)。通过这种方式,新研究论文的作者们可以通过寻找离地球更近的星系团边缘的引力透镜效应来探测遥远的螺旋星系A1689B11的光。


观测使用的是一种位于夏威夷莫纳克亚天文台的北双子望远镜的叫做红外积分域摄谱仪的仪器。Cen表示:“研究者得以回朔110年的时间并直接见证星系的第一个原始悬臂的形成。”



由于光以有限的速度传播,来自A1689B11的光于110亿年前离开了星系,那时宇宙还不到30亿岁。通过这种方式,天文学家们可以回朔到过去并直接了解宇宙的历史。

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