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早期的大质量星系耗尽了气体并停止了它们的恒星形成

范雨枫
摘要在大爆炸后的最初几十亿年内形成的星系本应该健康长寿。毕竟,它们出生时就拥有丰富的冷氢气,这正是继续恒星形成所需的燃料。但是新的观测

在大爆炸后的最初几十亿年内形成的星系本应该健康长寿。毕竟,它们出生时就拥有丰富的冷氢气,这正是继续恒星形成所需的燃料。但是新的观测表明,“熄灭”的星系已经阻止了恒星的形成。天文学家不知道为什么。

一个国际天文学家团队使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 (ALMA) 和哈勃太空望远镜研究了一组六个早期星系。研究结果最近发表在《 自然》杂志上。这些星系之所以成为目标,是因为它们被“淬灭”,几乎没有恒星形成。此前,天文学家认为,在那些原本丰富的星系中,某些东西会阻止恒星形成。

“宇宙中质量最大的星系生活得又快又猛,在极短的时间内创造了它们的恒星。该研究的主要作者、马萨诸塞大学阿默斯特分校天文学助理教授凯特惠特克说,气体是恒星形成的燃料,在宇宙的早期阶段应该是充足的。“我们最初认为,这些淬灭的星系在大爆炸后仅仅几十亿年就刹车了。在我们的新研究中,我们得出的结论是,早期的星系实际上并没有踩刹车,而是在空虚的情况下运行。”

通常这些类型的星系是如此遥远以至于无法解析,但调查背后的团队(称为 REQUIEM,用于解析 QUIEscent 放大星系)使用了一个技巧:他们使用附近星系周围的引力透镜来放大目标的图像星系。

“如果一个星系没有产生很多新恒星,它就会很快变得非常微弱,因此很难或不可能用任何单独的望远镜观察它们的细节。REQUIEM 通过研究被引力透镜化的星系解决了这个问题,这意味着它们的光会随着它们的光线在更接近银河系的其他星系周围弯曲和扭曲而被拉伸和放大,”这项新研究的合著者和宇航局的贾斯汀斯皮尔克说德克萨斯大学奥斯汀分校的哈勃博士后研究员。“通过这种方式,引力透镜结合哈勃和 ALMA 的分辨率和灵敏度,就像一个天然的望远镜,使这些垂死的星系看起来比实际更大更亮,让我们能够看到正在发生的事情以及正在发生的事情。 '不是。”

研究小组发现,与预期相反,星系将冷气体变成恒星的能力并没有突然下降。相反,恒星完全缺乏冷气体。“我们还不明白为什么会发生这种情况,但可能的解释是,为星系提供燃料的主要气体供应被切断,或者一个超大质量黑洞正在注入能量,使星系中的气体保持高温,”克里斯蒂娜说。威廉姆斯是亚利桑那大学的天文学家,也是这项研究的合著者。“从本质上讲,这意味着星系无法重新填充燃料箱,因此无法在恒星生产时重新启动发动机。”