星系的形状多种多样，有 螺旋形的风车，有 扁平的煎饼，还有 圆圆的球体。现在，天体物理学家发现，这些形状可能揭示星系年龄的线索，这一发现反过来又可能为星系如何随时间形成和演化提供深刻的见解。
先前的研究表明，星系的 3D 形状可能包含有关其历史的重要线索。例如，早期的计算机模拟显示，当星系碰撞时，富含气体的星系合并应该会产生具有更圆形状的新星系。
为了阐明星系的形状与其形成和演化之间的任何联系，研究人员仔细检查了澳大利亚斯普林斯山天文台的英澳望远镜提供的数据。“在过去的几年里，我们收集了一千多个各种类型的星系的 3D 测量数据，它们的质量范围有百倍之差，”悉尼大学的天体物理学家 Jesse van de Sande 说。他和他的同事们刚刚在《自然天文学》的一项 研究 中发表了他们的发现。
直接测量遥远星系的 3D 形状是不可能的——天文学家充其量只能看到遥远星系的平面 2D 图像。然而，科学家可以通过分析其恒星的运动来推断星系的 3D 形状。
van de Sande 说，几乎所有的星系基本上都是“压扁的球体”。现在科学家们发现，“星系的恒星越年轻，星系就越压扁，”他说。“星系中新诞生的恒星开始时位于扁平的薄盘中。年老的恒星则大多位于巨大的、膨胀的星系中。”
人们可以根据恒星的颜色粗略地估计其年龄——年轻的蓝星随着时间的推移会变老并变成红色。“颜色是我们测量星系年龄的方式，”van de Sande 说。
van de Sande 说，科学家们长期以来就知道“形状和年龄在非常极端的星系中是相关的——非常扁平的星系和非常圆的星系”。“但这是我们第一次证明，它适用于所有种类的星系——所有形状、所有年龄、所有质量。”
这包括像我们银河系这样的风车星系这样的奇特天体——它们同时具有膨胀的中心和扁平的盘面。但即便如此，研究人员发现，中心处更圆的部分包含较老的恒星，而盘面的旋臂则较年轻。
van de Sande 说，星系的形状和年龄并非显而易见地相关，“所以这种联系令人惊讶，并可能指向一个深层的潜在关系。然而，这种联系到底是什么仍不确定。所有星系都是扁平地诞生然后变得更圆吗？还是早期宇宙中的星系诞生时就更圆，而后期宇宙中的星系则诞生得更扁？”
van de Sande 说，一种可能性是“星系中新形成的恒星位于一个薄盘中”。“它们以有序的方式在盘面上运动，就像赛道上的汽车一样。”
然而，随着星系的年龄增长，它可能会经历灾难性的事件——例如与其他星系的碰撞。“这些事件会打乱恒星的运动，”van de Sande 说。“星系不再像一辆满载汽车的赛道，而更像一群蜜蜂。基本上，它变成了一个巨大的、膨胀的恒星团，在许多方向上疾驰。”
苏格兰圣安德鲁斯大学的天体物理学家 Anne-Marie Weijmans（未参与此项研究，并在《自然天文学》中撰写了相关 文章）说，科学家们可以分析早期宇宙的星系，看看年龄与形状之间的关系有多有效。然而，来自宇宙这个时期的光线很难看到——为了推断这些古老星系的 3D 形状，科学家们必须依靠中间星系强大的引力场来扭曲时空结构，并充当强大的透镜，“这很罕见，”她说。
Weijmans 说，未来的研究还可以检查“具有相似特征”的星系群。“在这种情况下，形状和年龄之间的关系是什么，它是否符合我们对这些特定类型星系演化的想法？是否存在任何例外或异常值，如果存在，我们能否理解原因？”未来事物的发展形态可能还会带来更多关于星系的发现。
