停止造星運動的古老龐大星系

ChristoDher CroCkett

對于星系來說，如果它們工作得太努力，它們也會耗盡。

研究人員報告，早期宇宙中的一個龐大星系在數億年間瘋狂地生產出大量星體之后，便退出了造星運動。為什么它會懈怠下來，目前還不清楚，但是問題的答案或許可以幫助天文學家對于早期星系的成長，以及它們如何進化成為如今圍繞著我們的星群了解一二。

這個星系被命名為XMM2599，光從那里出發要花費大約120億年才會達到地球。因此天文學家看到的是這個星系在宇宙大爆發之后18億年的樣子。最新的觀測顯示出，那時這個星系膨脹到了相當于3 000億顆太陽的質量，這使它的規模成為同期已知類似星系的3倍。

這個星系之所有獲得如此大的質量，看起來是有原因的，在數億年間它以每年形成相當于1 000顆太陽的速度產生恒星。然而，造星運動卻戛然而止，來自于美國加利福尼亞大學的天文學家Benjamin Forrest和他的同事們于2月10日在《天體物理雜志通訊》上就此作了報告。相比而言，銀河系每年僅僅能夠產生出2-3顆恒星。

“這篇論文告訴我們在早期宇宙中恒星能以非常高的效率形成，同樣它們也會非常高效地熄滅。”來自馬薩諸塞州阿姆赫斯特大學的天文學家Mauro Giavalisco說道。

只要有寒冷的氣體供給，星系就能夠產生恒星——在整個宇宙138億年的歷史中，銀河幾乎一直就處于這種狀態。僅有的讓造星工廠關閉的方法是阻止冷氣團降落于星系之上，或者從根本上將本在那里的氣體移除，Giavalisco說道。“理論還不能全面解釋如何停止星系如此快速、高效的造星運動，而在不久之前，它還在以驚人的效率形成恒星。”

目前可知在早期宇宙中還存在其他的多產星系，有些也已經“退休”了。但沒有一個像XMM-2599如此龐大，Forrest說道。對宇宙早期的計算機模擬不能產生類似龐大的“精疲力盡”者，因此XMM-2599成為一個謎。

這個星系中的黑洞或許應該對此負責。黑洞或許會引發一個由宇宙碎屑組成的超熱漩渦，它與為圍繞星系的氣體提供能量的光一起燃燒，阻止這些氣體合并成為新恒星誕生所需的氣體塊。

另一種可能是，恒星也在完成自我毀滅。恒星大規模形成最終會導致大規模的超新星出現，Giavalisco說道，它們將以星系的尺度噴射氣體。

“我們沒有任何確定性的結論，主要是因為它發生在過去，我們也只能得到這么多線索。”Forrest說道。通過巡天以發現類似安靜的巨型星系，研究人員有可能“確定是否這只是一個一次性的奇異星系，或者還是更大群體中的一部分。”他說道。

至于說這么一個星系會變成什么樣子，則很難說。但是Forrest和Giavalisco推測，隨著時間的推移，它的引力會吸引其他星系，有可能使XMM2599和它的同類成為星系群生長的種子。

王麒譯自 《科學新聞》（ Science News） 2020年3月14日