最遙遠的漩渦星系

就像雜草地里冒出的一朵玫瑰，一個壯觀的星系出現在可觀測宇宙的邊緣附近，那里的多數星系呈現出不規則的團狀。這個新發現的星系是曾經觀測到的最遙遠的漩渦星系，或許它可以為其他漩渦狀星系的起源提供線索。

當今，在所有的星系中大約有2/3是漩渦星系，其中包括銀河系和仙女座星系。這些漩渦星系擁有快速旋轉的圓盤，而其中的恒星和氣團相對于其相鄰恒星和氣團來說旋轉更慢，這種狀況有利于漩渦形狀的形成。

然而在遙遠的過去，漩渦星系很稀少，因為恒星和氣團之間的相對運動很快，阻止了漩渦形狀的形成。因此，當天文學家們凝望遙遠的宇宙空間時，他們所看到的是這些發光轉輪形成之前的情況。

加拿大多倫多大學圣喬治校區的天文學家大衛·勞及同事利用哈勃太空望遠鏡仔細觀察了306個遙遠的星系。“這個星系脫穎而出，看起來像漩渦星系，”勞說，“該星系有三條旋臂，當我們看到這個星系的時候感到異常驚訝，我們想：‘噢，我們肯定把距離搞錯了吧！’”

隨后的觀察證實了該星系的遙遠距離。這個令人吃驚的漩渦星系位于飛馬座，叫做Q2343-BX442，紅移為2.18，意味著距離地球107億光年，存在于大爆炸發生剛剛30億年之后。

后來，研究人員利用夏威夷的凱克二號望遠鏡，在星系圓盤的不同位置探測到多普勒頻移，說明該星系的旋轉速度跟銀河系是一樣的。這個星系直徑為5萬光年，不到銀河系恒星盤的一半，但是其中擁有更多的氣體，產生的恒星也要多得多。

“這是很讓人吃驚的，它在向我們表明什么，我們不太明白。”紐約州IBM研究部的天文學家布魯斯·厄爾姆格林說，“也許，它在向我們展示一個異常重要的物理過程，如：旋臂如何將物質推向星系的中心。”厄爾姆格林并沒有參與這項研究。

“在我看來，這好像是某種非常有趣的、甚至可能是一種新的螺旋形式，”澳大利亞悉尼大學坎珀當校區的天文學家喬斯·布蘭德·霍索恩補充道，“因為這個星系中的恒星和氣團比相鄰的恒星和氣團運動得更快，而且盡管星系中的渦流強勁，仍然能夠形成旋臂。我認為我們在那么遙遠的宇宙中從未發現過像這樣的星系。”

那么這個遙遠星系的旋臂是如何形成的呢？勞說，該星系擁有一個小型伴星系，這個伴星系可能促成了漩渦結構。事實上，在天空中觀察到的第一個旋渦星系是渦狀星系，威廉·帕森斯于1845年在愛爾蘭觀察到其旋臂，很可能它的美麗形狀也是由于一個明顯的環繞星系產生的引力拖拉作用造成的。

不過，厄爾姆格林對這個觀點表示質疑，他提出，多數伴星系引起的旋臂只有兩條，而不是三條。相反，星系中大量的氣體可能是形成旋臂的原因。厄爾姆格林稱，盡管星系中的恒星和氣體比臨近的恒星和氣體運動更快，但是所有氣體的引力可能會限制高速外散，形成漩渦狀。

不管這個漩渦星系的起源如何，當今也許它不再那么美麗了。在該星系的光線到達地球的近110億年期間，它或許已經跟另外一個大型星系發生了碰撞，將其撕碎，轉化成沒有特點的橢圓星系……

在幾十億年之后，銀河系跟仙女座星系發生碰撞之后，等待銀河系的可能也是同樣的命運。

（譯據美國《科學》）