旋轉最快的星系暗藏什麼玄機？

被譽為「太空之眼」的哈勃太空望遠鏡，每天都在不知疲倦地捕捉宇宙奇蹟。就在最近，它對準了距我們4億光年遠的雙魚座-英仙座星系團，清晰拍攝目前已知旋轉速度最快的星系——UGC 12591。NASA最近發布了這張奇美大圖。

這個編號為UGC 12591的星系，看起來就像一個巨型發光的碟片，神奇地鑲嵌在深邃的宇宙間。當你看完它的幾個特點，就會更加覺得玄奇神秘。

首先，它是我們目前已知旋轉速度最快的，速度高達每小時180萬公里，整整是銀河系的兩倍。

其次，如此高速旋轉的星系，質量更是大得驚人，足足是銀河系質量的4倍。據估算，該星系和它的光環一起，包含數千億倍太陽質量。要知道太陽質量又是我們地球的33萬倍。掂量出重輕了吧。

再有，它是一個混合體星系，具體點說，就是介於透鏡星系與旋渦星系之間的星系，既有類似透鏡星系的龐大彌散核球，又具有旋渦星系的黝黑塵埃帶。

不過呢，它並不在 Hubble』s Classification Scheme「哈勃星系分類法」之列。1924年，美國大名鼎鼎的天文學界巨星埃德溫·哈勃，在加州威爾遜山上，把他看到的星系分為4種基本類型：旋渦星系、棒旋星系、橢圓星系和不規則星系。這也難怪，畢竟大多數星系並不是正對著我們地球的，許多事傾斜的甚至是完全側對著我們的，使得星繫結構很難被探測到。

好在，作為「太空之眼」的哈勃太空望遠鏡如今看得更清楚，按照哈勃本人對星系演化的研究模型，我們正在觀看的UGC 12591，未來將會演化成一個晚型星系——旋渦星系。

愛動腦的朋友，問題來了——既然UGC 12591，擁有4倍銀河系質量和2倍銀河系旋轉速度，那麼它到底是靠什麼維繫這種平衡？不被高速自旋搞成散架？

其實，這個關鍵問題在天文學上有個專有名詞，叫「星系自轉問題」。而且，還是一位女天文學家最早發現研究的，名叫薇拉·魯賓Vera Rubin。因為很多星系都跟我們銀河系一樣，都在不停地旋轉。根據引力規律，旋轉星系應該跟我們地球繞著太陽運動規律一樣，符合開普勒定律——轉動速度與軌道距離的平方根成反比，距離中心越遠，轉動速度越慢。

但觀測結果卻違反了這一定律。遠離星系中心的恆星速度，要比開普勒定律的理論預期值大很多。恆星速度越大，拉住它的引力就越大，但最重要的是，這種更大的引力是從哪裡來的？

答案最終鎖定在「暗物質」Dark Matter。暗物質佔據了整個宇宙物質的1/4，沒有它，星系就會散架，星星就會脫離星系流浪在太空，宇宙目前呈現出來的次序完全被打破。儘管暗物質對我們極為重要，但我們至今對它知之甚少。只知道它在某些方面類似於常見的普通物質：慢速運動、塵埃狀、引力作用，但沒有電磁力、不發光也不散射光，所以不能用光學手段探測到它！

不過，天文學家在研究銀河系時，同樣發現了外部區域存在著大量暗物質。因為不論銀河系內部還是邊緣的恆星，當然也包括我們的太陽系在內，都以相同的速度圍繞著銀河系核心旋轉。這些暗物質形成一個半徑大概是明亮光環10倍大的巨型「暗環」！

當然，這一切現象在本期主角UGC 12591身上同樣存在。而且，剛才說過了，UGC 12591具有類似透鏡星系的龐大彌散核球，既然暗物質具有引力作用，也就應該會形成廣義相對論預言的時空彎曲效應。光線透過彎曲的時空會發生偏轉，類似於光線在透鏡中的折射現象。最早發現並命名暗物質的美國天文學家弗里茨·茲威基Fritz Zwicky，早在1937年就曾提出，含有暗物質的星系團，是作為引力透鏡的最好媒介。

這就是說，我們可以像使用真正望遠鏡那樣，利用它來研究和探索更遙遠的天體。而且，由均勻分散開來的星系所形成的透鏡，肯定要比密集星體形成的透鏡效果好得多。距離我們4億光年之遙的UGC 12591星系，不僅質量、體積巨大，而且具有透鏡星系的特點，可以說是天文學家夢寐以求的一個超級望遠鏡！

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