星系的自转看似寻常，其背后却可能隐藏着许多与宇宙本质有关的谜。
哈勃太空望远镜拍摄的MACS J1149.5+2223星系团。小图中放大显示的绿色光斑即为距地球132.8亿光年的MACS1149-JD1。 ALMA / NASA / ESA
星系的自转看似寻常，其背后却可能隐藏着许多与宇宙本质有关的谜。
艺术家笔下描绘的MACS1149-JD1星系的形成，它在此过程中开始自转。 ALMA
天文学家猜测宇宙中存在一种看不见摸不着的物质——暗物质，就是从测量星系和星系团的转速开始的。天文学家上世纪在测量星系和星系团的转速时发现它们转得实在太快了，快得早就应该解体了——但实际上它们好得很。所以人们开始怀疑宇宙的大部分质量可能是看不见的，但它究竟是什么？
而最近一些天文学家再一次证明，宇宙中的星系都有越转越快的趋势。他们测量了一个极端遥远星系的自转速度，结果发现慢得惊人。
这是一个红移值9.1的星系，名叫MACS1149-JD1。我们看到的这个星系，其实是132.8亿年前，也就是宇宙大爆炸后仅5亿年时的影像，还非常原始。
MACS1149-JD1本身非常昏暗，但幸运的是它与地球之间隔着一个巨大的星系团。星系团的引力场扭曲了MACS1149-JD1飞向地球的光，当这些光到达地球后，从地球看，MACS1149-JD1的影像就像被放大了，而且也比原来亮很多。这就是所谓的“引力透镜”现象。利用这种现象，天文学家可以研究那些本无法研究的遥远天体。
研究人员使用阿塔卡马毫米/亚毫米波射电望远镜阵列（ALMA），观测了这个星系星系盘内的双电离氧。他们为这个星系设计了一个与星系盘大小和转速有关的理论模型，然后将实际观测数据与之进行了比较研究。
研究人员发现，这个星系的直径只有3000光年，远小于银河系的10万光年；而这个星系的转速也只有每秒50千米，不足银河系自转速度——每秒200多千米的四分之一。
MACS1149-JD1是迄今为止被测出转速的最原始、最接近宇宙起源的早期星系。研究人员表示它的转速之所以如此之慢，可能与它仍处于转速发展的初期有关。
所有星系都在自转。总体而言，星系离我们越远，转速就越慢。后期可能由于星系间的融合不断进行，星系的质量和规模越来越大，它们的转速也越来越快。但是要确切地指出，是什么样的机制导致星系转速一点点变快却不是一件容易的事。因为这里面有很多未知的因素。比如幽灵般的暗物质。没有暗物质，星系早就“魂飞魄散”了，更何谈转得越来越快。而我们现在连暗物质究竟是什么都不知道。
艺术家笔下描绘的早期星系。 NRAO / AUI / NSF
参考
Possible Systematic Rotation in the Mature Stellar Population of a z=9.1 Galaxy