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像跑车开到一半突然熄火,发现古老巨大星系一夕之间停止形成恒星

2024-11-24 203


距离地球 120 亿光年处,天文学家发现了新的超巨大星系“XMM-2599”。奇怪的是,这个星系在早期宇宙迅速崛起成逾 3,000 亿倍太阳质量的星系,却又马上安静下来不再活跃,就像一台开得正欢的跑车突然熄火一样,研究人员认为,需改善早期星系中恒星形成方式的模型。

宇宙学家一直在努力理解我们宇宙的始、推测宇宙的末,然而光是弄清一个超大质量星系如何诞生与持续成长就是个难题,尤其是存在于宇宙早期的那些大型星系,如何在宇宙诞生不久的岁月里变得如此巨大。

为此,加州大学河滨分校天文物理学教授 Gillian Wilson 团队利用凯克天文台,对遥远星系进行了详细观测,并新发现一个距离地球远达 120 亿光年的大质量星系,名为 XMM-2599。研究人员指出,XMM-2599 星系在宇宙还不到 10 亿岁时就已疯狂形成大部分恒星,星系总质量高达 3,000 亿倍太阳质量(或者约当今银河系的 5 倍),鼎盛期间甚至一年可形成 1,000 个和太阳一样的恒星(作为比较,银河系目前每年仅形成 1 个类似太阳的新恒星)。

然后 8 亿年后,XMM-2599 星系仿佛引擎忽然熄火,从此沉寂下来,而现有模型预测 XMM-2599 星系就算恒星形成率慢下来、也应该能继续产生新的恒星,然而观测事实令人惊讶:它不再形成恒星。研究人员认为该星系之所以进入休眠状态,有可能是供应恒星形成的“燃料”(气体、尘埃)已消耗殆尽,也可能是星系中心的超大质量黑洞开始活动、吸积物质。

研究结论已将 XMM-2599 星系归类为进入非活跃阶段,然而成熟的星系不会再丢失质量,只是不再形成恒星,从理论上讲,XMM-2599 星系有可能成为当地宇宙中最明亮、质量最大的星系团之一,因此天文学家想知道它最终将变成什么样子:随着时间流逝,XMM-2599 星系会在重力作用下吸引附近的恒星、重新成为一个明亮的活跃物体吗?还是便从此孤寂下去?又或者处于这两种状态之间?

新论文发表在《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)。

▲ 从左到右为研究人员推测 XMM-2599 星系的可能演变史:巨大尘埃星系→不发光的星系→星团。

  • A galaxy from the early universe grew astonishingly fast, then suddenly stopped
  • Dead monster galaxy found lurking in the distant universe
  • This huge, distant galaxy formed all its stars really fast
  • Astronomers puzzle over ancient ‘monster’ galaxy

(图片来源:凯克天文台)

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2020-02-08 05:10:00

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