天文学家利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）发现一个旋转的“婴儿”星系

（神秘的地球uux.cn报道）据cnBeta：外媒报道，天文学家利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）发现了一个旋转的“婴儿”星系，其质量为银河系的1/100。由于引力透镜效应的帮助，研究小组能够首次探索宇宙早期小型和黑暗的 "正常星系 "的性质，这些星系代表了第一批星系的主要群体，这大大推进了我们对星系演变初始阶段的理解。

剑桥大学卡夫利高级研究员尼古拉斯-拉波特说：“许多存在于宇宙早期的星系非常小，它们的亮度远远低于目前地球上和太空中最大的望远镜的极限，因此难以研究它们的特性和内部结构。然而，来自名为RXCJ0600-z6的星系的光线被引力透镜高度放大，使其成为研究典型婴儿星系属性和结构的理想目标。”

引力透镜是一种自然现象，即从一个遥远的天体发出的光线被位于前景的星系或星系团等大质量天体的引力所弯曲。引力透镜这一名称源于这样一个事实：大质量天体的引力就像一个透镜。当我们通过引力透镜观察时，远处天体的光线被强化，它们的形状被拉长。换句话说，它是一个漂浮在空间的“天然望远镜”。

ALMA Lensing Cluster Survey（ALCS）团队利用ALMA搜索了早期宇宙中大量被引力透镜放大的星系。结合ALMA的力量，在 "天然望远镜"的帮助下，研究人员能够发现和研究更暗淡的星系。

为什么探索早期宇宙中最微弱的星系是至关重要的？理论和模拟预测，大爆炸后几亿年形成的大多数星系都很小，因此很暗淡。尽管之前已经观测到了早期宇宙中的一些星系，但由于望远镜的能力问题，这些研究仅限于早期宇宙中质量最大的天体，因此也是代表性较差的星系。要了解第一批星系的标准形成，并获得星系形成的完整图景，唯一的办法是把重点放在较暗和较多的星系上。

ALCS团队执行了一个大规模的观测计划，花了95个小时，这对ALMA观测来说是非常长的时间，观测了33个可能引起引力透镜的星系团的中心区域。其中一个名为RXCJ0600-2007的星系团位于天狼座方向，其质量是太阳的1000万亿倍。研究小组发现了一个遥远的星系，它正受到这个"天然望远镜"所产生的引力透镜的影响。ALMA探测到该星系中的碳离子和星尘发出的光，再加上双子座望远镜拍摄的数据，确定了该星系在大爆炸后约9亿年（129亿年前）的样子。对这些数据的进一步分析表明，这个源头的一部分被看作是比它内在的亮度高160倍。

通过精确测量星系团的质量分布，有可能 "撤销 "引力透镜效应，恢复被放大天体的原始外观。通过将哈勃太空望远镜和欧洲南方天文台甚大望远镜的数据与一个理论模型相结合，该团队成功地重建了遥远的星系RXCJ0600-z6的实际形状。这个星系的总质量大约是太阳的20到30亿倍，大约是我们银河系的1/100。

令研究小组惊讶的是，RXCJ0600-z6正在旋转。传统上，年轻星系中的气体被认为具有随机、混乱的运动。直到最近，ALMA才发现了几个旋转的年轻星系，对传统的理论框架提出了挑战，但这些星系比RXCJ0600-z6要亮（大）几个数量级。

“我们的研究首次表明，我们可以直接测量早期宇宙中这种微弱（质量较小）的星系的内部运动，并与理论预测进行比较”，东京大学教授、ALCS团队的负责人Kotaro Kohno说。

“RXCJ0600-z6具有非常高的放大系数这一事实也提高了对未来研究的期望，”尼尔斯-玻尔研究所的DAWN研究员Seiji Fujimoto解释说。“这个星系从数百个星系中脱颖而出，将由詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）进行观测，该望远镜将于今年秋季发射，是下一代太空望远镜。通过使用ALMA和JWST的联合观测，我们将揭开一个婴儿星系中气体和恒星的属性及其内部运动的面纱。当三十米望远镜和极大望远镜完成后，它们可能会探测到星系中的恒星群，甚至有可能解析单个恒星。有一个引力透镜的例子，它被用来观察95亿光年外的一颗恒星，这项研究有可能将其扩展到宇宙诞生后不到10亿年。”