浩瀚的宇宙中,璀璨的星系数以亿计,科学家坚持不懈的在这些无穷无尽的星海之中寻找人类宜居的星球和星系,如果科学家发现了一个类似银河系的星系,那里会有生命存在吗?那会是我们所在的银河系的平行世界吗?

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图注:SPT0418-47星系形成的爱因斯坦环

不久前,天文学家就发现了一个非常遥远但是非常年轻的银河系,看起来很像我们的银河系。

这个银河系距离我们的地球约120亿光年,天文学家观察到的是它在宇宙形成14亿年后的样子。天文学家将它命名为SPT0418-47星系。

虽然SPT0418-47星系似乎没有类似银河系的旋臂,但它至少具有我们银河系的两个典型特征:旋转的圆盘和大量恒星聚集在中心形成的隆起,大量的恒星紧紧围绕其中央旋转。这是天文学家在宇宙第一次看到具有这样结构的星系,也使SPT0418-47看起来像另一个银河系。

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图注:银河系

在宇宙学领域,这个星系的发现意义重大。

科学家通常认为在早期的宇宙中,年轻的星系仍处于形成过程中,因此它们是非常混乱的,并且缺乏像银河系这样成熟星系所特有的独特结构。

来自SPT0418-47星系的光花了120亿年才到达地球,而SPT0418-47星系的光离开这个星系时宇宙只有14亿年的历史,这让科学家可以追溯到这些星系刚刚开始形成的时代。但是SPT0418-47在早期宇宙中就具备有序的结构,挑战了科学家此前认为早期宇宙十分混乱和无序的认识。

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图注:大爆炸宇宙学

这一出乎意料的发现表明,早期的宇宙可能不像以前所认为的那样混乱,并且引发了关于大爆炸后这么短的时间内如何形成一个秩序井然的星系的许多问题。

科学家如何发现这个星系的呢?

由于这些星系距离地球如此遥远,因此即使是最强大的望远镜也无法进行详细的观测。但是宇宙中有浑然天成的放大镜——引力透镜。

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图注:引力透镜效应

由于时空在大质量天体附近会发生畸变,大质量天体的引力会使来自遥远星系的光线扭曲并使它们弯曲。如果在观测者到光源的直线上有一个大质量的天体,则观测者会看到由于光线弯曲而形成的一个或多个像,而且能使遥远的星系变形和放大,这种现象称之为引力透镜效应。

正在这种效果下,天文学家发现了SPT0418-47星系,并且观察到它遥远过去的细节。引力透镜化的SPT0418-47星系由于其几乎精确地对准而表现为附近星系周围的近乎完美的光环,天文学上称其为爱因斯坦环。科学家使用计算机建模技术,根据观测结果重建了SPT0418-47星系的真实形状及其气体运动,让它得以完美地展现在人类面前。

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图注:SPT0418-47的星系受到附近星系的引力透镜作用,在天空中呈现出一个近乎完美的光环(左图)。研究小组利用计算机建模技术,重建了遥远星系的真实形状及其气体的运动(右)。

如今,120年过去,这个星系此刻的模样的光才刚刚启程,但它会是怎么样的呢?只有120亿以后甚至更久远才能到达地球,是否在SPT0418-47星系的某个星球上,此刻也正有一群智慧生物惊讶地发现了来自另一个银河系的光呢?