天文學家利用詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）發現了ceers-2112，這是迄今為止觀測到的最遙遠的棒旋星系。這挑戰了先前關於星系演化的假設，顯示星系變得有序的時間比之前認為的要早，並可能導致星系形成理論模型的改變。

包括加州大學河濱分校天文學家在內的研究團隊利用詹姆斯-韋伯太空望遠鏡發現了這個現象。

利用詹姆斯-韋伯太空望遠鏡，包括加州大學河濱分校（UCR）天文學家亞歷山大-德拉維加（Alexander de la Vega）在內的一個國際研究小組發現了迄今為止觀測到的最遙遠的類似於銀河系的棒狀螺旋星系。

在此之前，人們一直認為，在年齡估計為138 億年的宇宙達到目前年齡的一半之前，是無法觀測到像銀河系這樣的棒旋星系的。

這項研究發表在本週的《自然》（Nature）雜誌上，由西班牙天體生物學中心（Centro de Astrobiología）的科學家領導。

“這個星係被命名為ceers-2112，是在宇宙大爆炸後不久形成的。發現ceers-2112表明，宇宙早期的星係可能像銀河系一樣有序。這令人驚訝，因為早期宇宙中的星係要混亂得多，很少有星系具有與銀河系類似的結構。”

Ceers-2112的中心有一個條狀結構。德拉維加解釋說，星系條是星系內由恆星組成的結構。銀河系棒狀物類似我們日常生活中的棒狀物，例如波板糖。他說，在非螺旋星系中也有可能發現棒狀結構，但非常罕見。

“ceers-2112中的條狀星系表明，星系成熟和有序化的速度比我們之前想像的要快得多，這意味著我們關於星系形成和演化的某些理論需要修正。”德拉維加去年在約翰-霍普金斯大學獲得天文學博士學位後加入了加州大學洛杉磯分校。

藝術再現了在宇宙早期觀測到的螺旋條狀星系ceers-2112。地球倒映在星系周圍一個虛幻的氣泡上，讓人聯想到銀河系與ceers-2112 星系之間的連結。圖片來源：Luca Costantin/CAB/CSIC-INTA

天文學家以前對星系演化的理解是，星系需要數十億年的時間才能變得足夠有序，從而形成條狀結構。

德拉維加說：「ceers-2112的發現表明，這只需要一小部分時間，大約10億年甚至更短。」根據他的說法，星系條被認為是在恆星有序旋轉的螺旋星系中形成的，就像在銀河系中那樣。

在這種星系中，由於螺旋結構的不穩定性或來自鄰近星系的引力效應，可能會自發性形成條狀星系。過去，當宇宙還非常年輕的時候，星係是不穩定和混亂的。人們認為，在宇宙早期的星系中，條狀結構無法形成或持續很長時間。

Alexander de la Vega 是加州大學河濱分校的博士後研究員。圖片來源：Alexander de la Vega，加州大學河濱分校

ceers-2112的發現預計至少會改變天文學的兩個面向。首先，星系形成和演化的理論模型需要考慮到一些星系在宇宙歷史的早期就變得足夠穩定，能夠承載棒狀物體。這些模型可能需要調整宇宙早期星系中暗物質的含量，因為暗物質被認為會影響棒狀天體的形成速度。其次，ceers-2112 的發現表明，在宇宙還非常年輕的時候，就可以探測到像棒狀物這樣的結構。這一點非常重要，因為遙遠過去的星係比現在要小，這就增加了發現棒狀結構的難度。ceers-2112的發現為在年輕的宇宙中發現更多的棒狀結構鋪平了道路。

德拉維加幫助研究小組估算了ceers-2112的紅移和性質。他也對測量結果的解釋做出了貢獻。紅移是星系的一種可觀測屬性，它表示星系離我們有多遠，以及我們看到星系的時間有多久遠，這是有限光速的結果。

ceers-2112的發現最讓人感到驚訝的是，它的條帶特性可以被約束得如此之好。

德拉維加說：「起初，我以為探測和估計ceers-2112這樣的星系中的棒狀物的特性會充滿測量的不確定性。但詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的威力和我們研究團隊的專業知識幫助我們對棒狀物的大小和形狀進行了強有力的約束。”

在加州大學洛杉磯分校，德拉維加負責天文學推廣工作。他策劃了校內外的望遠鏡之夜，並到當地學校做天文學講座。他也負責”宇宙星期四”公眾天文講座系列，以及特殊場合的一次性活動，如日食觀賞會。

研究論文的題目是”紅移為3的類銀河棒旋星系”。