天文学家在遥远的宇宙中发现了最古老的“死亡”星系
2024-11-27 21:17

天文学家在遥远的宇宙中发现了最古老的“死亡”星系

  

  天文学家在用詹姆斯·韦伯太空望远镜研究宇宙时发现了迄今为止观测到的最古老的“死亡”星系,这是迄今为止用天文台对遥远宇宙进行的最深的观察之一。

  当宇宙只有7亿年的时候,这个星系就已经存在了,而现在它的年龄大约是138亿年。但有什么东西使星系突然停止了恒星的形成,几乎和130多亿年前恒星诞生的速度一样快,研究人员还没有发现原因。

  相关视频:詹姆斯·韦伯太空望远镜在遥远的星系GN-z11中发现了第一代恒星的证据

  周三发表在《自然》杂志上的一份报告描述了这一发现。根据作者的说法,研究这个星系可以揭示关于早期宇宙和影响星系内恒星形成因素的新见解。

  “宇宙最初的几亿年是一个非常活跃的阶段,大量气体云坍缩形成新的恒星,”该研究的主要作者、剑桥大学Kavli宇宙学研究所星系外天体物理学博士生Tobias Looser在一份声明中说。“星系需要丰富的气体供应来形成新的恒星,而早期的宇宙就像一个自助餐。”

  研究小组惊讶地发现了一个所谓的死星系,它本质上活得很快,在创造宇宙的大爆炸后不久就夭折了。

  “(通常)只有在宇宙的后期,我们才开始看到星系停止形成恒星,无论是由于黑洞还是其他原因,”该研究的合著者弗朗西斯科·德尤金尼奥博士在一份声明中说,他是卡弗里宇宙学研究所的天体物理学家和博士后研究助理。

  当环境因素使星系缺乏孕育新恒星所需的气体时,恒星的形成就停止了。

  超大质量黑洞或恒星之间的剧烈相互作用可能是星系喷射气体的罪魁祸首,导致恒星形成迅速停止。或者,恒星诞生的过程会消耗太多的气体,以至于没有足够的时间来补充,以确保这一过程在未来继续下去。

  “我们不确定这些场景是否能解释我们现在在韦伯望远镜上看到的东西,”该研究的合著者罗伯托·马奥利诺(Roberto Maiolino)在一份声明中说,他是卡文迪什实验室和剑桥大学Kavli宇宙学研究所的实验天体物理学教授。

  “到目前为止,为了了解早期宇宙,我们使用了基于现代宇宙的模型。但现在我们可以看到更久远的时间,并观察到恒星形成在这个星系中如此迅速地熄灭,基于现代宇宙的模型可能需要重新审视,”Maiolino补充道。

  韦伯望远镜的观测显示,新发现的星系JADES-GS-z7-01-QU经历了一次短暂的、能量充沛的恒星形成爆发,在恒星诞生突然停止之前,这一爆发持续了3000万到9000万年。

  “在早期宇宙中,一切似乎都发生得更快、更剧烈,这可能包括星系从恒星形成阶段转向休眠或熄灭,”Looser说。

  这项研究揭示的死亡星系并不是天文学家发现的第一个星系,但它是迄今为止观测到的最古老的星系。

  更重要的是,这个星系的质量也很低,类似于银河系附近的一个被称为小麦哲伦星云的矮星系,它仍在形成新的恒星。以前观测到的死亡星系要大得多,这给韦伯的发现增加了另一个奇怪之处。

  这个新发现的星系距离地球有数十亿光年,一光年是一束光在一年内传播的距离,或者超过5.88万亿英里。所以韦伯基本上是在观察过去存在的星系——天文学家并没有排除它可能已经复活并开始重新形成恒星的可能性。

  “我们正在寻找早期宇宙中类似的其他星系,这将帮助我们对星系如何以及为什么停止形成新恒星施加一些限制,”D'Eugenio说。“可能是早期宇宙中的星系‘死亡’,然后突然复活——我们需要更多的观察来帮助我们弄清楚这一点。”

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