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星系形状演化之路,早期宇宙许多星系看起来像冲浪板

早期宇宙景观和现在可能有巨大差异。天文学家分析韦伯太空望远镜大量近红外线影像发现,早期宇宙星系通常扁平而细长,就像冲浪板和泳池漂浮棒,很少看到像排球、飞盘的圆形星系,这项研究表明宇宙物质网分布的影响力,并凸显小星系不断合并。

分析发现,宇宙在形成后 6~60 亿年间更常见到冲浪板形、泳池漂浮棒形星系,占比约 50~80%,与附近通常见到带有旋臂的成熟螺旋状星系,或类似飞盘、更巨大的椭圆星系呈鲜明对比。

过去,哈伯太空望远镜已知早期宇宙大质量星系往往呈扁球体形状,与今天的椭圆星系没什么不同,但质量较小、较暗的星系许多呈现出细长外观,形状不规则的矮星系则常被昵称为蝌蚪。现在,韦伯太空望远镜确认哈伯望远镜的观测无误,一幅有关星系随时间演化的成长路线图浮出水面。

天文学家认为,早期宇宙的年轻星系沿宇宙网暗物质细丝形成细长形状,经过数十亿年宇宙网细丝不断分散,星系开始旋转才演变成扁圆结构。随着时间推移,扁圆星系数量从 20% 增加到 60%,球状星系也开始丰富,成为我们今天看到的巨型椭圆星系祖先,或大质量螺旋星系的核球。

如果时间倒转数十亿年,银河系形状会属于哪一类?最接近的猜测是银河系看起来也像一个冲浪板。目前不清楚星系形状是否在不断演化,科学家未来需弄清楚星系 3D 几何形状在 130 亿年内如何变动。

新论文将发表在《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)。

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