詹姆斯·韋伯望遠鏡發現早期宇宙中一個不自轉的星系

對一個體積數倍于銀河系的遙遠星系的觀測顯示，這片早期恒星的海洋中出現了令人驚訝的靜止狀態。加州大學戴維斯分校領導的一個國際團隊利用詹姆斯·韋伯空間望遠鏡收集的光譜數據，測量了三個遙遠星系在宇宙大爆炸后約18億年時的物質相對運動和分布情況。其中一個星系如預期那樣明顯旋轉，另一個被描述為"有點混亂"。但真正引起天文學家注意的是第三個星系。

這個在之前巡天觀測中發現的星系XMM-VID1-2075因其巨大的體積和已停止產生新恒星的事實而被重點關注，它還出人意料地幾乎沒有自轉。

雖然在附近宇宙中發現因歷經漫長歲月的碰撞而停止旋轉的龐大星系并不罕見，但在觀測XMM-VID1-2075時，宇宙年齡僅約20億年，這引發了關于什么力量可能剝奪了它自轉的疑問。研究首席作者本·福雷斯特表示:"這類工作在鄰近星系中已經做了很多，因為它們距離更近、體積更大，所以可以從地面進行這類研究，但對高紅移星系來說非常困難，因為它們在天空中看起來要小得多"。

新生星系通常會在塵埃和氣體云中的物質向內墜落時開始旋轉，當物質圍繞致密核心旋轉時會傳遞角動量。經過漫長歲月，一連串與其他星系的碰撞和合并可能會使恒星向隨機方向飛散，從而可能為這個宇宙漩渦踩下剎車。然而時間是一個關鍵因素。雖然在相對較近的地方已經發現了許多千瘡百孔的緩慢旋轉星系，但天文學家從未預料到會在如此遙遠的地方發現這樣的天體。福雷斯特說:"有一些模擬預測在宇宙極早期會存在極少數這樣的非旋轉星系，但它們預期會相當罕見"。

一種可能性是與一個反向旋轉的鄰近星系發生偶然碰撞。當兩個星系以相反方向旋轉時，任何自轉都會被抵消。XMM-VID1-2075的光分布也支持這一解釋。福雷斯特說:"對于這個特定的星系，我們在側面看到大量過剩的光。這表明有其他天體進入并與該系統相互作用，可能改變了它的動力學特性"。

這是詹姆斯·韋伯望遠鏡挑戰我們對早期宇宙理解的又一種方式，從"不可思議的巨大"星系到"不可思議的成熟"星系。隨著我們對古老天體的目錄不斷擴充，描述宇宙起源的模型將以幾乎肯定會讓人眼花繚亂的方式得到微調。

這項研究已發表在《自然·天文學》期刊上。