“燃料”耗盡了?科學家發現古老巨大星系突然間停止形成恆星!

距離地球120億光年處,天文學家發現了新的超巨大星系“XMM-2599”。奇怪的是,這個星系在早期宇宙迅速崛起成逾 3000 億倍太陽質量的星系,卻又馬上安靜下來不再活躍,燃料耗盡了?研究人員認為,需改善早期星系中恆星形成方式的模型。

“燃料”耗盡了?科學家發現古老巨大星系突然間停止形成恆星!

宇宙學家一直在努力理解我們宇宙的開始、推測宇宙的結束,然而光是弄清一個超大質量星系如何誕生與持續成長就是個難題,尤其是存在於宇宙早期的那些大型星系,如何在宇宙誕生不久的歲月裡變得如此巨大。

為此,加州大學河濱分校天文物理學教授 Gillian Wilson 團隊利用凱克天文臺,對遙遠星系進行了詳細觀測,並新發現一個距離地球遠達120億光年的大質量星系,名為 XMM-2599。

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研究人員指出,XMM-2599 星系在宇宙還不到10億歲時就已瘋狂形成大部分恆星,星系總質量高達3000億倍太陽質量(或約當今銀河系的5倍),鼎盛期間甚至一年可形成 1000 個和太陽一樣的恆星(作為比較,銀河系目前每年僅形成 1 個類似太陽的新恆星)。

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然後8億年後,XMM-2599 星系彷佛引擎忽然熄火,從此沉寂下來,而現有模型預測 XMM-2599 星系就算恆星形成率慢下來、也應該能繼續產生新的恆星,然而觀測事實令人驚訝:它不再形成恆星。研究人員認為該星系之所以進入休眠狀態,有可能是供應恆星形成的“燃料”(氣體、塵埃)已消耗殆盡,也可能是星系中心的超大質量黑洞開始活動、吸積物質。

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從左到右為研究人員推測 XMM-2599 星系的可能演變史:巨大塵埃星系不發光的星系星團。

研究結論已將 XMM-2599 星系歸類為進入非活躍階段,然而成熟的星系不會再丟失質量,只是不再形成恆星,從理論上講,XMM-2599 星系有可能成為當地宇宙中最明亮、質量最大的星系團之一,因此天文學家想知道它最終將變成什麼樣子:隨著時間流逝,XMM-2599 星系會在重力作用下吸引附近的恆星、重新成為一個明亮的活躍物體嗎?還是便從此孤寂下去?又或者處於這兩種狀態之間?

新論文發表在《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)。