ALMA测量巨型棒旋星系的演化过程

包括银河系在内的一些螺旋星系，其螺旋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，用于形成新恒星。但为何仅有约半数螺旋星系会形成棒状结构，以及它们如何影响星系演化，仍是未解之谜。

为研究早期宇宙中螺旋星系的演化，由日本国立天文台及名古屋大学项目研究员黄硕领导的研究团队，利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）射电望远镜观测了一个名为J0107a的巨大棒旋星系。该星系存在于111亿年前，位于鲸鱼座，属于"巨无霸星系"——即在早期宇宙中通过大量形成新恒星而快速增长的星系。由于距离遥远，人们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·韦伯空间望远镜提升的分辨率揭示了部分巨无霸星系中的螺旋结构甚至棒状特征。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棒状结构中的气体分布与运动状态与现代星系相似。但与现代星系相比，其气体浓度高出数倍，气体流速可达每秒数百公里。天文学家认为，这种大规模气体流入中心区域将显著促进新恒星形成，从而驱动该巨无霸星系的演化。这是人类首次观测到此类特征，现有理论模型和模拟实验均未能预测该现象。

黄硕表示："我们期待通过本次观测获得的气体分布与运动详细信息，不仅能为了解星系多样性起源提供关键线索，也将为研究更典型棒旋星系的形成与演化带来重要启示。"