ALMA测量超大棒旋星系的演化

包括银河系在内的一些旋涡星系，在其旋涡图案内部存在笔直的棒状结构。这种棒状结构有助于将气体引导至星系中心，供其形成新恒星。但为何仅在约半数旋涡星系中出现这种结构，以及它们如何影响星系演化，仍是未解之谜。

为研究早期宇宙中旋涡星系的演化，由日本国立天文台与名古屋大学项目研究员黄硕领导的研究团队，利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）射电望远镜观测了110亿年前存在的一个名为J0107a的巨大棒旋星系。位于鲸鱼座的J0107a属于"巨无霸星系"，即在早期宇宙中通过快速形成大量新恒星而急剧增长的星系。由于距离遥远，人们一直难以看清巨无霸星系的精细结构，也无法确定其剧烈恒星形成活动的驱动机制。近期詹姆斯·韦伯太空望远镜提升的分辨率，已揭示部分巨无霸星系中存在旋臂甚至棒状结构。J0107a是迄今已知最早且质量最大的棒旋星系，因此成为研究早期宇宙棒旋星系演化的最佳目标。

研究团队发现，J0107a星系棒状结构中的气体分布与运动特征与现代星系相似。但与现代星系相比，其气体浓度高出数倍，气体流速更快——可达每秒数百公里。天文学家认为，这种向星系中心大规模输送的气体将显著加速恒星形成，推动该巨无霸星系的演化进程。这是人类首次观测到此类特征，且现有理论与模拟模型均未预测到该现象。

黄硕表示："通过这些观测获得的气体分布与运动详细信息，不仅将为探索星系多样性的起源提供关键线索，也有助于研究更典型的棒旋星系的形成与演化。"