銀河系是一個穩(wěn)定旋轉的巨型系統(tǒng)，千億顆恒星以規(guī)整的軌道圍繞中心運轉。

在天文學家的傳統(tǒng)認知里，這就是年輕星系本該有的樣子：氣體在引力中坍縮，角動量不斷累積，最終讓整個星系形成有序的自轉。

可詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的最新發(fā)現(xiàn)，卻徹底打破了這個延續(xù)數(shù)十年的預期。

在宇宙僅有18億年歷史的遙遠時空里（紅移z=3.449，相當于宇宙如今年齡的13%），天文學家找到了一個質量巨大的早期星系，它本該很活躍，但觀測顯示它早已停止了孕育新生恒星，而更令人驚訝的是，它幾乎完全失去了有序的自轉，這讓它成為了人類迄今在宇宙誕生20億年內(nèi)、首個通過恒星運動學確鑿認證的慢旋轉星系。

這個星系的編號是XMM-VID1-2075。

相關研究成果于2026年5月4日發(fā)表在《自然天文學》期刊上，從而為我們揭開了星系演化中一段從未被看清的早期歷史。

什么是慢旋轉星系呢？

星系能維持自身形態(tài)、不被自身引力向內(nèi)坍縮，靠的是向內(nèi)的引力與兩種向外支撐力的平衡：一種是恒星有序自轉產(chǎn)生的離心力；另一種則是恒星無規(guī)則隨機運動產(chǎn)生的向外壓強，如同廣場上四散奔跑的人群，不會全都擠向中心。

在鄰近宇宙中，絕大多數(shù)星系都靠自轉支撐；只有那些質量最大、早已停止造星的死寂的寧靜橢圓星系，才多屬于慢旋轉星系。

天文學家長期認為，這類星系的形成需要漫長的時間打磨：在百億年的宇宙歷史中，反復的星系碰撞合并會不斷抵消自轉角動量，從而打亂原本規(guī)整的旋轉結構，讓恒星陷入混亂的隨機運動，最終讓它變成幾乎不轉的龐然大物。

也正因如此，學界始終堅信，宇宙早期幾乎不可能存在慢旋轉星系。

畢竟宇宙才十幾億歲的時候，星系根本沒有足夠的時間經(jīng)歷足夠多的合并完成轉變，此前所有高紅移大質量星系的觀測，也都只找到了快速旋轉的系統(tǒng)，這進一步印證了這一結論。

而XMM-VID1-2075的出現(xiàn)，徹底推翻了這個固有認知。

該星系最早由MAGAZ3NE巡天項目觀測，經(jīng)凱克望遠鏡光譜確認核心參數(shù)：恒星總質量達3.3×1011倍太陽質量（約3300億倍），是銀河系恒星總質量的6倍左右，它在宇宙18億歲時就已進入寧靜的死寂狀態(tài)，每年新生恒星質量不到1個太陽，遠低于銀河系每年5-10個太陽質量的造星效率。

不過想要看清它內(nèi)部的運動狀態(tài)，地面望遠鏡根本無能為力。

這個星系在天區(qū)中僅有針尖大小，必須依靠極高的空間分辨率與光譜靈敏度才能分辨內(nèi)部運動。

因此研究團隊借助韋伯望遠鏡的近紅外積分場光譜儀，給星系做了空間分辨動力學掃描，也就是將星系拆分成無數(shù)0.1角秒×0.1角秒的微小格子，精準測量每個格子里恒星的運動速度與方向，這是此前任何設備都難以實現(xiàn)的精度。

團隊同時觀測了另外兩個同紅移、大質量、寧靜的對比星系，結果一目了然：一個旋轉特征清晰，一個運動偏混亂但仍有自轉規(guī)律，唯獨XMM-VID1-2075幾乎沒有有序旋轉，完全由恒星隨機運動主導。

測量數(shù)據(jù)顯示，星系內(nèi)所有區(qū)域的恒星相對質心的速度偏移均不超過每秒100公里，沒有旋轉星系應有的一側朝向我們、一側遠離我們的系統(tǒng)性速度梯度；而星系有效半徑內(nèi)的恒星隨機運動速度彌散高達387公里/秒，中心區(qū)域更是接近每秒500公里。

最終測得的自旋參數(shù)也完全符合慢旋轉星系的判定標準。

這一發(fā)現(xiàn)最核心的謎題是：它如何在宇宙僅18億年時，就完成了本該數(shù)十億年才能實現(xiàn)的轉變？

研究團隊首先排除了傳統(tǒng)的多次小合并路徑：這種機制需要極長時間累積，且會讓星系顯著膨脹，與它致密緊湊的形態(tài)完全矛盾，因此直接被排除。

目前與論文結論完全契合的形成路徑有兩種。

第一種是反向角動量大合并：兩個質量相近、自轉方向近乎完全相反的星系劇烈并合，角動量相互抵消，一次性清零了旋轉。

但論文也指出，這種精準反向的大合并在宇宙中并不常見，且星系中心光度遠高于邊緣殘跡，仍存在不確定性。

第二種是各向同性氣體吸積的全方位剎車：星系形成極早期，大量氣體從四面八方均勻落入星系，像全方位剎車一樣抵消自轉；同時快速星暴、超新星與核反饋迅速耗盡冷氣體，讓星系在極短時間內(nèi)熄火并穩(wěn)定成為慢旋轉系統(tǒng)。

目前我們?nèi)詿o法確定它的最終形成路徑，研究團隊也坦言，本次樣本僅3個星系，想要徹底解開謎題，還需要韋伯望遠鏡觀測更多早期星系，構建更大樣本，以分析更精細的運動學特征。

但這一發(fā)現(xiàn)的意義早已超越單個天體：它直接把慢旋轉大質量星系的形成時間向前推進了至少10億年，徹底打破了星系演化的傳統(tǒng)時間線。

此前宇宙學模擬對早期慢旋轉星系的發(fā)生率與形成機制分歧巨大，這一發(fā)現(xiàn)為理論提供了關鍵錨點，將推動學界修正關于星系形成、合并、熄滅的整套理論。