在宇宙浩瀚的時空中，星系的演化始終是科學家們試圖解開的謎團之一。盡管我們對現代星系的形成有了相對清晰的理解，但在宇宙早期的數十億年裏，這一過程遠未定論。
最近，一個名為REBELS-25的古老星系的發現打破了天文學家的預期。這個星系距離我們極為遙遠，存在於宇宙誕生僅7億年時，卻展現出與現代銀河系相似的特征。這一發現挑戰了我們對星系演化時間線的傳統認識。它不僅在極早期就顯示出有序的旋轉，還可能擁有螺旋臂，這與我們預期的混亂、團塊狀的星系大相徑庭。
REBELS-25的存在，猶如一顆被時間遺忘的珍珠，迫使科學家重新思考宇宙中的星系如何在如此短的時間內形成復雜結構。這個令人著迷的發現，預示著我們對宇宙的了解可能遠未達到終點，而更多未解之謎正等待我們去揭示。
REBELS-25是迄今為止觀測到的最早且最遙遠的旋轉盤星系之一，其發現徹底顛覆了天文學家對星系形成的傳統認知。按照現有的星系演化理論，宇宙大爆炸後7億年內的星系應該是小而混亂的，還未有時間發展出穩定的旋轉結構。然而，REBELS-25以其有序的旋轉和類銀河系的外觀打破了這一預期。
在傳統的星系演化模型中，早期宇宙中的星系是透過碰撞和合並逐漸形成我們今天看到的盤狀結構和螺旋臂。然而，REBELS-25似乎打破了這一時間框架。在宇宙誕生後僅5%的時間內，天文學家們觀測到REBELS-25已經具備了有序旋轉的跡象，這對於如此早期的星系來說是極為罕見的。
荷蘭萊頓大學的天文學家傑奎琳·霍奇對此表示驚訝：「我們預期早期的星系應當是混亂的，而REBELS-25的發現讓我們不得不重新審視星系演化的速度和過程。」
REBELS-25的發現得益於ALMA強大的觀測能力。阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA，Atacama Large Millimeter/submillimeter Array）是世界上最先進的射電天文望遠鏡之一，專門用於觀測宇宙中的毫米波和亞毫米波段的輻射。毫米波和亞毫米波是電磁波譜中波長較短、頻率較高的輻射，它們的波長範圍大致在1毫米到0.1毫米之間，頻率對應為30 GHz到3 THz。使用這些波段進行觀測的望遠鏡可以獲得比傳統射電望遠鏡更高的分辨率。毫米波和亞毫米波的另一個重要特性是能夠穿透星際塵埃和氣體。這在天文學中尤為重要，因為許多星系和恒星形成區域被大量塵埃遮擋，阻擋了可見光的傳播。
毫米波和亞毫米波段的輻射通常來自溫度較低的天體，例如冷卻的分子雲、星際塵埃以及早期星系。相比之下，可見光和紅外線主要來自高溫天體（如恒星）。因此，透過觀測這些波段，天文學家可以研究宇宙中較冷的物質，包括恒星誕生前的塵埃雲以及年輕恒星和星系的早期演化階段。
盡管毫米波和亞毫米波具有獨特的穿透塵埃的能力，但它們很容易受到地球大氣層中水蒸氣的吸收和散射的幹擾。因此，在地面觀測這些波段需要極幹燥的環境，因此，阿塔卡馬陣列望遠鏡之所以設計建設於智利北部阿塔卡馬沙漠的高原上，就是因為這裏人類活動稀少、沒有城市的光汙染和大氣汙染，所以可以大大減少大氣吸收對望遠鏡觀測的影響。
這個射電望遠鏡陣列透過分析藍移和紅移現象，精確捕捉到星系內部氣體的運動軌跡，確認了該星系確實具有強烈的旋轉特征。藍移與紅移是天文學家用來衡量星系運動的重要工具：當一個物體向我們靠近時，它發出的光波變得更短，向藍色端偏移；反之，當物體遠離時，光波拉長，向紅色端偏移。透過這種方法，天文學家可以詳細研究REBELS-25的運動狀態。
更讓科學家感到驚訝的是，REBELS-25可能不僅僅是一個旋轉星系，它甚至還可能擁有類似銀河系的螺旋臂。若這一推測被證實，REBELS-25將打破另一項記錄，成為迄今為止觀測到的最早螺旋星系。目前的記錄保持者是由占士·韋伯太空望遠鏡（JWST）發現的星系cheers-2112，距離我們約136億光年。
這一發現讓英國利物浦約翰摩爾斯大學的倫斯克·史密斯感到興奮，她表示：「ALMA是唯一能夠在如此遙遠的地方實作如此高分辨率觀測的工具，而REBELS-25可能還隱藏著更多關於早期宇宙的秘密。」
REBELS-25的發現只是揭示早期宇宙星系演化的開始。未來隨著更多高精度觀測技術的套用，科學家將有望發現更多類似的「叛逆」星系，進一步挑戰我們對宇宙歷史的認知。這也意味著，天文學家們將繼續探索宇宙演化的未解之謎，不斷拓展我們對浩瀚星空的理解。
這項研究已被【皇家天文學會月刊】正式接受發表，為天文學領域帶來了新的視角和挑戰，也為我們理解宇宙中的星系如何在短短數億年內演化提供了關鍵線索。未來，或許更多驚人的發現將隨之而來，繼續打破我們對宇宙的種種預設。
