厦门大学盛明杰领衔的国际研究团队在《自然天文学》发表了一项重磅研究。

研究团队首次找到了令人信服的观测证据，证实当今星系的旋转有一部分源自一百三十六亿年前早期宇宙中暗物质与气体的引力互动。

这项发现成功破解了困扰天文学界近一个世纪的星系自转起源难题。

它不仅证明了宇宙幼年时期的引力印记能够穿透长达百亿年的漫长岁月，也为人类解锁中微子质量等深空宇宙学参数打开了全新的观测窗口。

引力潮汐的深空拉扯：从半个世纪前的假说到现代光谱验证

星系究竟为何会旋转？

早在一九六九年，理论天文学家就提出了著名的“潮汐力矩”假说。

该理论认为，在星系尚未形成的极早期，暗物质逐渐聚集成巨大的“暗物质晕”。

这些形状不规则的暗物质晕在彼此靠近时，会受到来自邻近大质量天体不均匀的引力拉扯。

这种微小的引力差形成了潮汐力矩，就像给原本静止的暗物质晕施加了一个最初的旋转推力。

然而长期以来，不少天文学家怀疑后来的星系合并与剧烈演化会彻底抹去这股最初的旋转痕迹。

为了验证这一古老假说，盛明杰团队利用斯隆数字巡天（SDSS）的三维宇宙地图进行逆向重建。

研究人员模拟出了百亿年前原初暗物质晕的分布状态，并结合经验近似推算出了初始的潮汐力矩方向。

随后团队借助三维光谱观测数据，精准测定了当地宇宙中一千六百多个星系的内部恒星与气体旋转速率。

统计分析表明，现今星系的自转方向与原始潮汐力矩的预测展现出极其显著的一致性。

百亿年演化的残留印记：约一成原始自旋开启宇宙学新视角

这项研究确凿地证实，原始潮汐力矩确实在今天的星系角动量上留下了可被精确测量的物理印记。

不过在经历了百亿年的碰撞、气体吸积与星系合并后，最初的“原始自旋”如今仅保留了约百分之十三。

虽然绝大部分初始角动量在漫长的演化中被冲淡，但这微弱的遗痕依然为天文学家提供了珍贵的“宇宙考古”样本。

多伦多大学合作者于利·彭指出，这一成果的意义远不止于解释星系如何自转。

由于微小的中微子同样会在宇宙大尺度结构中施加潮汐力矩，其扭矩大小与中微子本身的质量密切相关。

建立起今天星系自转与早期宇宙质量分布的直接联系，意味着人类未来有望通过测量星系自旋来间接测算中微子质量。

这种全新的测量路径，将为捕获那些极难被直接探测的宇宙幽灵粒子提供极具前景的解题思路。