使用哈勃太空望远镜的天文学家们偶然发现了一个罕见而令人惊讶的发现：一个非常遥远的螺旋星系，在数十亿光年之外旋转，它形成于当时人们认为此类螺旋星系并不存在的时期。研究人员表示，这是一个惊人的发现——部分原因在于它对现有的星系形成理论提出了一些疑问。
理解星系演化是确定宇宙早期历史和未来命运的一个核心部分。天文学家们希望了解促使大量恒星聚集形成星系，并导致这些星系组织成星系团的物理机制。早期星系的遥远遗迹有助于巩固其中一些理论，但这个名为BX442的星系却很奇怪。
大多数古老的星系——这意味着距离我们非常遥远、其光线在数十亿年前、也就是宇宙早期就已发出的星系——是团块状的、不规则的团块，而不是美丽对称的螺旋状或椭圆形。这是因为它们移动得太快，这有利于形成团块状结构。
“绝大多数古老星系看起来都像火车残骸，”加州大学洛杉矶分校物理学和天文学副教授、新研究的合著者Alice Shapley在一份声明中表示。“我们最初的想法是，为什么这个如此不同，如此美丽？”
Shapley和她的同事们在对约300个非常遥远的星系进行哈勃巡天调查时发现了它。他们对此很感兴趣，于是前往W.M. Keck天文台，并使用一种特殊的摄谱仪对其进行了观测。该仪器允许他们查看星系内部和周围的数千个位置，证实它确实是一个独立的旋转螺旋星系。
这是一个关键的观测，因为其他声称的早期螺旋星系可能是透镜效应造成的，实际上可能是多个星系合并在一起，或者只是从我们的视角恰好对齐。Shapley说：“当我们拍摄这个星系的频谱图像时，我们发现螺旋臂确实属于这个星系。它不是幻觉。我们惊呆了。”
为什么如此惊讶？毕竟，这些“宏伟设计”的螺旋星系在我们的宇宙邻域很常见——银河系就是一个，仙女座星系也是。答案是，早期星系的结构几乎普遍不同，这使得这个星系成为一个异常。在哈勃巡天的306个星系中，每个星系都距离我们大致相同，这是唯一一个具有螺旋结构的星系。
它非常大且厚，这可能与螺旋结构的形成有关。或者，它可能是与另一个系统碰撞的结果，该系统位于页面顶部图像的左上方。这或许可以解释这个星系是如何形成的：你只需要合适的配方，并且必须在恰好正确的时间点才能发现它。
Shapley和她的合著者写道：“一个星系不仅必须足够大，以稳定扩展盘的形成，而且该盘必须随后受到一个足够大且方向正确的合并卫星的扰动，才能激发可观测的宏伟设计螺旋图案。”
本周，一篇描述这一新发现的论文发表在《自然》杂志上。
