早期宇宙是一个动荡不安的地方。星系碰撞的频率远高于今天，星系内部也是混乱的，是由成团的恒星组成的星荚。这里不是像银河系或仙女座星系那样有序、精致的螺旋星系存在的地方。
但是，通过扫描大爆炸后仅几十亿年就已存在的数百个星系，一组天文学家在宇宙的粗糙环境中发现了一颗钻石。研究人员发现了一个罕见的早期星系，它具有明显的螺旋臂，他们在7月19日出版的《自然》杂志上报道了这一发现。并且该星系独特的环境可能有助于解释为什么螺旋星系在那个时期如此罕见。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）
这个新发现的星系，被称为 BX 442，在哈勃图像中被确认为螺旋星系，这些图像的目标是红移为 1.5 到 3.6 的 306 个星系，对应于大约 93 亿到 119 亿年前的时间。（红移是宇宙距离的度量，它表明当物体光线穿越膨胀的宇宙时，其波长被拉伸到更长波长的程度。） BX 442 是其中唯一可识别的螺旋星系，其红移为 2.18，大约在 107 亿年前，或者说就在大爆炸后三十亿年。它似乎符合一种被称为宏伟设计螺旋星系的类型，在这种星系中，明显的螺旋臂为星系恒星盘赋予了明确的形状。
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多伦多大学的天体物理学家、主要研究作者大卫·劳说：“我们在这个星系中看到了宏伟设计螺旋模式，这真是令人震惊。我们没有想到会发现它。在我们自己的调查中的 300 多个其他星系，以及不同调查中的许多其他星系，都没有显示出这种模式。”
螺旋星系在现代宇宙中很常见，但是当天文学家凝视宇宙，观察越来越远——因此也越来越早的时间——的物体时，螺旋结构开始逐渐消失，这就是为什么 BX 442 成为了如此有趣的案例研究。
IBM 位于纽约州约克镇高地的 T. J. Watson 研究中心的的天文学家布鲁斯·埃尔梅格林说：“它是独一无二的，他们说得对。人们早就知道在这些红移处存在星盘。星盘并不令人惊讶，通常当局部存在星盘时，星盘中就会有螺旋星系，”他补充道。“但是在这些红移处，还没有观察到螺旋星系，这一直是一个谜。”
天文学家看到的不是有序的漩涡，而是团块状、斑点状的星系，它们正在经历宇宙中相当于尴尬期的阶段。诺丁汉大学的天体物理学家克里斯托弗·康塞利斯说：“在这些红移处，如果你用哈勃望远镜观察星系群，大多数看起来都是不规则和奇特的。这些星系中的大多数可能正在经历合并，相互碰撞。” 并且它们的恒星通常不局限于扁平、薄且均匀旋转的星盘。
BX 442 似乎也具有某种混乱的恒星群，就好像它的内容物被搅动了一样。但是，某种程度上，规则的螺旋结构印在了星系的恒星上，这可能是由于最近与一个更小的星系发生了掠射遭遇。“据我们所知，使其与众不同的似乎是它旁边有一个小伴星系，”劳在谈到这个罕见的螺旋星系时说道。
去年的一项研究表明，银河系的卫星星系人马座矮星系可能是造成我们自身星系某些螺旋结构的原因。当人马座矮星系向内坠落并穿过较大星系的平面时，它的撞击力足以扰乱均匀的恒星盘，并将其转变成熟悉的螺旋形。类似的过程可以解释 BX 442 的非典型螺旋性质。研究人员使用计算机模拟发现，相互作用确实可以在遥远的星系中激发出螺旋结构。但是，如果伴星系确实是触发因素，那么这种转变将不会是永久性的。“如果是这种情况，那么我们现在看到的景象可能会在大约 1 亿年左右的时间内消失，”劳说。
在那个时期螺旋结构的短暂性可以解释为什么劳和他的同事在他们的星系调查中只发现了一个螺旋星系。事实上，自 BX 442 发射出现在到达地球的光线以来，在数十亿年的时间里，它可能已经演变成不同的形状。“不可能说那个螺旋星系发生了什么，”康塞利斯说。“星系类型并非一成不变。”
埃尔梅格林指出，BX 442 也可能在没有邻居推动的情况下产生了自己的螺旋结构。星系内的恒星和气体团块会导致螺旋星系的形成，而 BX 442 似乎在其螺旋臂之一上至少包含一个大型团块。“它们扰乱了周围的一切，每个团块都像是在形成自己的潮汐尾，”埃尔梅格林说。“这是一种相当容易获得三条螺旋臂的方法，而这个星系恰好有三条臂。”
可能是许多不同的机制可以塑造螺旋星系。一旦下一代天文台（例如 NASA 的詹姆斯·韦伯太空望远镜）上线，应该可以研究更多示例。在那之前，天文学家将不得不依靠像 BX 442 这样的独特样本来帮助弄清楚哪些是在宇宙历史的不同时期创造螺旋结构的主导力量。“我们真的没有一个很好的解释来说明螺旋臂是如何存在的，”康塞利斯说。“我们还有很多问题没有解答。”