为什么会有一个正常的星系坐在宇宙的边缘？

在重力的作用下，天文学家发现了一个正常的星系。有什么大不了的，对吧？问题是，他们在哪里发现这是不正常的：我们从它看到的光在124亿年前离开了银河系，这意味着我们看到的是宇宙本身只有14亿年的时候的样子！

这就是让这件事变得如此怪异的原因。在宇宙如此年轻的时候，一个正常的星系是没有必要留在那里的。然而，它却坐在那里。

这个星系被称为SPT-SJ041839-4751.9(让我们简称它为SPT0418)，它是在一次使用南极望远镜进行的天空调查中发现的，南极望远镜观察的是毫米波长的光，远远超出了我们的肉眼所能看到的范围。这个星系当时被标记为有趣的，因为它看起来尘土飞扬，正在涌现出新的恒星。

后续的观测是使用ALMA(阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列)进行的，可以说，这种阵列的功率要大得多，视力也要敏锐得多。他们所看到的是这个正常星系最奇怪的事情之一。

很正常，嗯？对我来说，那看起来很奇怪：这是一枚戒指！只不过那是某种海市蜃楼。巧合的是，在我们和SPT0418之间几乎完全一致的是另一个星系，距离我们约30亿光年。当来自SPT0418的光在到达我们的途中经过这个更近的星系时，它的路径被中间星系的引力弯曲了。我们称这种野兽为引力透镜，我们知道的很多。它们扭曲了更远的星系的形状，有时会变成多个斑点或弧形。

将光线扭曲成环需要近乎完美的对准，这是相当罕见的。即使它的形状是扭曲的，一个很大的优势是光线被放大，使微弱的星系可见-如果没有镜头，这个极其遥远的星系是不可能被观察到任何细节的。

引力透镜效应是由相对论方程(它们有时被称为爱因斯坦环)预测的，在某种意义上，这些方程可以倒转来计算出透镜星系的真实面貌。天文学家做了这个模型，他们的发现实际上相当酷。

这个星系看起来像…。很正常。就像你在宇宙中附近看到的盘状星系，甚至像银河系(尽管质量只有我们星系的四分之一)。它有一个由恒星、气体和尘埃组成的扁平圆盘，甚至像我们的银河系一样有一个中心凸起的恒星。

然而，与我们的星系不同的是，这个星系特别肥沃。它每年以350倍太阳质量的速度制造恒星！这是很多的，是银河系造星速度的二百倍。SPT0418就是我们所说的恒星爆发星系。

但这就是为什么它这么奇怪的原因。对星系如何随时间形成和演化的理论研究表明，这样的星爆星系看起来应该是相当混乱的，被恒星以这样的速度摇摆时产生的湍流所吞噬。大质量恒星吹起强大的风，超新星像闪光灯一样引爆，释放出的所有能量应该会搅动星系中的气体，使其形状不规则(另外，在宇宙形成的早期，那里没有太多时间来组织)。我们看到的大多数遥远的星系确实都是球状的。这个星系的圆盘看起来相当平静和稳定，这一事实令人匪夷所思。

有趣的是，它并不孤单。2020年早些时候，天文学家宣布，他们发现了一个距离大致相同的盘状星系，名为沃尔夫星系(Wolfe Galaxy)。就像这个一样，我们不知道它是如何存在的。显然，理论模型是错误的，或者至少(更有可能)是不完整的。显然，对于存在于可观测宇宙边缘的星系，还有更多的东西需要了解。

正如我提到的，如果没有引力透镜，观测如此遥远的星系几乎是不可能的，引力透镜是随机的，在天空中分布稀疏。这意味着很难把目光放在这么远的地方，看看发生了什么，所以我们必须依靠我们的理论。但后来我们建造了像ALMA这样更好的望远镜，发现情况与我们预期的不同。这种情况经常发生。所以，在一个通常奇怪的地方找到一个奇怪的正常星系是非常正常的！

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