早期宇宙驚現靜止星系！質量數倍銀河系卻無旋轉，現有理論遭挑戰

這個星系名叫XMM-VID1-2075，形成于大爆炸之后不到20億年，距今約120億年前。

按照現有的星系形成理論，年輕星系應該處于動蕩而活躍的狀態：氣體持續涌入，恒星大量誕生，整體結構在旋轉中逐漸成形。這是因為氣體向星系中心匯聚時會攜帶角動量，就像水流入浴缸排水口時會形成漩渦一樣，幾乎是物理上的必然結果。

但XMM-VID1-2075完全不是這樣。

它的質量是銀河系的數倍，恒星數量龐大，卻已經停止了新恒星的形成，科學家把這類星系稱為"死亡星系"或"靜止星系"。更奇怪的是，它完全沒有表現出整體旋轉的跡象，內部恒星呈現出雜亂的隨機運動，而非整齊劃一地繞軸轉動。

這種狀態在銀河系附近的一些巨型成熟星系中并不少見，那些星系通常經歷了數十億年的演化和反復碰撞合并，才逐漸"累"到失去旋轉的狀態。

但XMM-VID1-2075只有不到20億歲，它憑什么這么早就"老態龍鐘"？

要觀測一個120億光年之外的星系內部氣體和恒星的運動，在以前幾乎是不可能完成的任務。

遙遠的星系在天空中看起來極為微小，地面望遠鏡受到大氣擾動和角分辨率的限制，很難分辨其內部的運動細節。這也是為什么過去對星系內部動力學的研究，大多局限于相對近鄰的星系。

韋伯太空望遠鏡的近紅外積分場光譜儀改變了這一局面。它能夠同時采集來自同一天區不同位置的光譜，相當于對整個星系的每一個區域同時做光譜分析，從而繪制出星系內部物質的運動速度圖。

研究團隊利用這一能力，對XMM-VID1-2075及同時期的另外兩個星系進行了觀測比較。三個星系中，一個明顯在旋轉，一個結構不規則，只有XMM-VID1-2075完全沒有旋轉信號，只有強烈的隨機速度彌散。

這個問題現在是研究團隊最想弄清楚的核心謎題。

通常被認為能夠消除星系旋轉的機制，是星系之間反復的碰撞與合并。當兩個旋轉方向相反的星系發生碰撞時，它們各自的角動量可能相互抵消，最終導致合并后的星系失去整體旋轉。但這個過程通常被認為需要非常漫長的時間積累。

XMM-VID1-2075的年齡，似乎不足以支撐"漫長歷史"這個解釋。

研究團隊注意到一個細節：在這個星系的側面存在明顯的光線過剩，暗示可能有另一個天體曾經闖入這個系統，以一次劇烈的碰撞改變了它的整體動力學。如果兩個角動量方向相反的星系發生了一次"精準對撞"，旋轉被抵消的時間可以大幅縮短。

但這目前仍是推斷，尚未得到直接證據的支撐。

另一個值得關注的背景是，早期宇宙中的密集星系團環境，可能提供了更頻繁的星系間相互作用機會，這也可能加速了正常需要數十億年才能完成的演化進程。

部分計算機模擬確實預測了早期宇宙中存在少量這類慢旋轉星系，但數量極為稀少。XMM-VID1-2075究竟是一個罕見的異常個例，還是早期宇宙中一類被低估的星系族群的代表，現在還無法回答。

研究團隊正在用韋伯望遠鏡繼續搜尋更多類似的早期靜止星系，通過積累樣本并與模擬結果對比，才能真正檢驗現有的星系形成理論是否經得起考驗。

宇宙演化的劇本，或許比我們以為的更加復雜，也更加出人意料。