249亿光年外发现不该有的星系,天文学家:早出现26亿年( 二 )


在第一批星系形成之后 , 还需要非常漫长的时间 , 引力才能把星系“摊成”薄饼状 , 并形成旋臂 。 在引力混乱的早期宇宙中 , 不允许星系形成独特的螺旋结构 。
天文学家估计 , 只有宇宙诞生40亿年后 , 才有条件大量形成螺旋星系 。 而螺旋星系BRI1335-0417的出现比理论上早了26亿年 , 它的螺旋结构成因不明 , 这是天文学家目前所无法理解的现象 。

249亿光年外发现不该有的星系,天文学家:早出现26亿年
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虽然BRI1335-0417还不是成熟的螺旋星系 , 但它的两条旋臂非常明显 , 从星系中心向外延伸了大约1.6万光年 。 在该星系的中心 , 天文学家还发现了一个质量高达太阳60亿倍的超大质量黑洞 , 它正在大量吞噬物质 , 释放出强烈的电磁辐射 。 BRI1335-0417的总质量大致相当于银河系的质量 , 对于一个存在于年轻宇宙中的星系来说 , 这个星系无疑是一个巨无霸 。
最后值得注意的是 , BRI1335-0417星系出现在宇宙年龄只有14亿年时 , 而目前宇宙年龄为138亿年 , 这意味着该星系存在于124亿年前 。 那么 , 它是如何在124亿年的时间里 , 运动到249亿光年之外呢?难道它的运动速度超过了两倍光速?

249亿光年外发现不该有的星系,天文学家:早出现26亿年
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事实上 , 这个星系并没有超光速 , 这是宇宙空间持续膨胀的结果 。 在124亿年前 , 它与银河系的距离还没有那么远 。 然而 , 由于该星系与银河系之间的空间不断在扩张 , 导致它发出的光用了多达124亿年的时间才到达银河系 。
而在过去124亿年里 , 这个星系随着空间膨胀 , 不断远离而去 , 使得两个星系目前分开的距离达到了249亿光年 。 它们之间的实际距离并不是124亿光年 , 这个星系发出的光走过的距离才是124亿光年 。 这是空间膨胀的结果 , 不受光速的限制 , 星系本身在空间中的运动速度远远小于光速 。

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参考文献
[1]TakafumiTsukui,SatoruIguchi,Spiralmorphologyinanintenselystar-formingdiskgalaxymorethan12billionyearsago,Science,DOI:10.1126/science.abe9680.