「好像火圈!」星系──銀河系遠在他方的孿生手足?
新發現

「好像火圈!」星系──銀河系遠在他方的孿生手足?

Read time: 1 minute

有看過看起來像個火圈的星系嗎?

凹瑪望遠鏡拍攝到的這個名為SPT 0418-47的星系,位置極遠,發出的光要經歷124億年才抵達
地球。而根據拍攝到這幅圖像的天文學家說,這個星系的樣子和我們銀河系非常類似!
但是,等一下,銀河系不是有扁平的盤面(銀盤),亮亮的核心(銀核),美美的旋臂嗎?怎
麼會說它和「火圈」很像?

原來,我們所看到的還並不是這個星系真正的樣貌,這個星系所發出的光在半途中已被另一個
離我們比較近的星系扭曲變形了。正因有這個扮演「重力透鏡」作用的星系製造的效應,所以
SPT 0418-47星系看起來模樣特別,這就和我們拿一支不鏽鋼湯匙當鏡子時,自己在湯匙表面所
看到的臉孔是變形的道理一樣──兩個現象的成因都是因為光線被偏折。

而且,要是知道星系的形像受過重力透鏡的扭曲,那也就可以還原計算出它真正的模樣了。經
過這個還原步驟,結果就發現,SPT 0418-47長得真和銀河系算滿像的:星系盤面扁平,結構規
則,星系中心有亮且厚的核球。唯一的差別是:SPT 0418-47沒有旋臂。

此外,這還是個意外的發現。由於距離很遙遠,所以我們所看到的它已經是這星系在124億年
前的樣子了,當時宇宙很年輕,第一代星系也還正在誕生中,關於那個時期的宇宙,天文學家
向來的假設會是:宇宙裡最早出現的星系有著比較亂糟糟的外觀和結構,外型呈不規則狀。但
這次凹瑪望遠鏡看到的 SPT 0418-47 星系卻顯示在早期宇宙中,至少有一些新生星系在外觀上
看起來已經是滿成熟的了。

也許你會想,受重力透鏡的擾亂,研究這個遠方星系不就變得比較困難了嗎?沒錯,就某方面
來說,的確如此,天文學家還必須先計算出它原本真正的長相才行。但從另一方面來想,沒有
重力透鏡幫忙放大的話,天文學家永遠也不可能觀測到這個星系!它太遙遠啦!

發現什麼?

星系名稱SPT 0418-47的前三個英文字母是個英文縮寫,代表著「南極望遠鏡」。沒錯,天文學 家第一次觀測到這個星系時所用的望遠鏡,就是位在南極圈內的南極望遠鏡。
SPT 0418-47星系位在南半球天空不顯眼的「時鐘座」,SPT 0418-47星系如今抵達地球的光,其 實在宇宙才14億歲時就已發出了。14億歲時的宇宙有什麼意義呢?它相當於宇宙年齡只有現在 的十分之一,也就是很久以前。在空間上來說,位在SPT 0418-47和地球之間的某處剛好還有另 一個星系,不過那是在凹瑪望遠鏡所拍到的這張圖像中並沒辦法看見的,雖然它是隱形不可見,但卻是因為那個星系的重力的關係,才使得SPT 0418-47朝地球所發的光線被凹彎成一個幾乎 是正圓的漂亮環形。

誰發現的?

用凹瑪去觀測SPT 0418-47星系的天文學者共有7位。領隊的科學家是德國馬克斯普朗克天文物
理研究所的Francesca Rizzo。成員除了有幾位和她任職於同一研究所以外,還有來自荷蘭的天文
學家,這次的研究成果發表在2020年8月12號的《自然》,一本專門的雜誌。


ALMA URL