谷歌播放图标

在早期宇宙中,死亡的星系神秘地耗尽了制造恒星的燃料

发布昨天

天文学家利用一种现象,将巨大的星系团作为自然放大镜,研究人员发现了一些奇怪的星系,它们在它们的时代之前就停止了恒星的形成。

引力透镜星系簇MACSJ 0138

阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)和美国宇航局的哈勃太空望远镜观测到的这张合成图像显示了星系团MACSJ0138,背景是由于引力透镜作用而扭曲成环的大质量星系。“安魂曲”调查所研究的早期大质量星系被发现缺乏形成恒星所需的冷氢气。信贷:阿尔玛(ESO / NAOJ / NRAO) / S。达格内洛(NRAO), STScI, K. Whitaker等。

“活得快,死得早”可能是六个早期的、巨大的“死”星系的座右铭,它们在宇宙生命早期耗尽了形成恒星所需的冷氢气。这些星系过着快速而激烈的生活,在极短的时间内创造了它们的恒星,但随后耗尽了气体,停止了恒星的形成。如果没有更多的燃料来形成恒星,这些星系实际上是空的。

根据周三发表在该杂志上的一篇论文,为什么这种情况会发生在如此早的时间是一个谜自然界亚利桑那大学天文研究助理教授Christina Williams合著。

美国宇航局的哈勃太空望远镜和智利北部的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)在回顾数十亿年前宇宙中恒星诞生的高峰期时发现了这些奇怪的星系。当宇宙大约30亿岁时,只有现在年龄的20%,它经历了历史上最多产的恒星诞生时期。

威廉姆斯说:“为什么一些星系在这个时期停止形成恒星,而其他星系却在积极地形成恒星,这是一个长期的谜。”“虽然其他正在形成恒星的星系有很多冷气体可以为恒星形成提供燃料,但我们现在知道,在这些‘死亡’的星系中,基本上没有燃料剩下了。”

大自然自己的望远镜

对这些早期、遥远、死亡星系的研究是安魂曲计划的一部分,该计划代表在高红移下解析静止的放大星系。红移发生在光线因空间扩展而被拉伸,并向光谱的红色部分移动时。星系离观测者越远,它看起来越红。

为了测量来自遥远星系的光线,安魂曲团队使用了巨大的前景星系团作为自然望远镜。星系团巨大的引力扭曲了空间,弯曲并放大了背景物体发出的光,这种现象称为强引力透镜效应。当一个早期的、巨大的、非常遥远的星系位于这样一个星系团的后面时,它看起来被极大地拉伸和放大了,这使得天文学家能够研究原本不可能看到的细节。

只有结合哈勃和ALMA的精确分辨率和强透镜效应,安魂曲研究小组才能了解这6个星系的形成,它们看起来就像大爆炸后几十亿年的样子。

威廉姆斯说:“要找到这样一个偶然的连成一线是非常罕见的,需要搜索整个天空。”“如果没有偶然的排列和强大的引力透镜效应,我们就不可能观测到这些极其微弱的星系。”

“《安魂》收集了迄今为止最大的样本,这些早期宇宙中罕见的、强透镜的死亡星系,而强透镜作用是关键,”哈勃观测项目的首席研究员穆罕默德·阿什克(Mohammad Akhshik)说。“它放大了所有波长的光,这样就更容易被探测到,当这些星系伸展到天空中时,你也会得到更高的空间分辨率。”你基本上可以在更细的物理尺度上看到它们的内部,弄清楚正在发生什么。”

活得快,死得早

为什么这些星系这么早就停止形成恒星仍然是个谜。在今天的宇宙中,这些死亡的星系似乎在110亿年后仍然死亡。

显示冷氢气分布的引力透镜星系团

放大部分的亮橙色/红色圆点追踪使用ALMA在无线电波波长下观察到的冷尘埃。通过推论,这种冷尘埃有助于科学家了解星系团中星系中恒星形成所需的冷氢气量。信贷:ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/S.Dagnello(NRAO),STScI,K.Whitaker等人。

威廉姆斯说:“我们真的不明白为什么它们在恒星形成的初始爆发停止后仍然大部分死亡。”。“有什么东西让他们死了。”

在遥远的宇宙中,气体是丰富的,当它们冷却时,会在自身引力的作用下迅速坍缩,形成恒星。因此,威廉姆斯说,为什么在这个遥远宇宙时代的任何星系都缺乏冷气体仍然是一个谜。

这篇论文的第一作者、马萨诸塞大学阿默斯特分校(University of Massachusetts Amherst)的助理教授凯瑟琳·惠特克(Katherine Whitaker)提出了几种可能的解释。

“是星系中心的超大质量黑洞打开并加热了所有气体吗?”如果是这样,气体可能还在那里,但现在它很热。或者,它可能被驱逐了,现在又被阻止吸积回星系。或者是星系用光了,然后供给被切断了?这些都是一些悬而未决的问题,我们将在未来通过新的观察继续探索,”惠特克说。

哈勃太空望远镜是美国宇航局和欧洲航天局之间的国际合作项目。位于马里兰州绿带的美国宇航局戈达德太空飞行中心负责管理该望远镜。位于马里兰州巴尔的摩的空间望远镜科学研究所(STScI)负责哈勃科学行动。STScI由华盛顿特区天文学研究大学协会为美国宇航局运营。

参考:

k·e·惠特克.”由于缺乏流入星系的气体而导致恒星形成的熄灭”。自然界597年,485 - 488(2021)。arXiv预印

资料来源:亚利桑那大学丹尼尔·斯托尔特(Daniel Stolte)著。

98884个科学技术文章

最受欢迎文章

  1. 高压氧治疗逆转阿尔茨海默病和痴呆症的特征2021年9月10日
  2. 宇宙对计算机怀有敌意。但具体如何? 2021年9月1日
  3. 黑洞创造了新的宇宙吗? 2021年9月5日
  4. 黑洞的另一边是什么? 2021年9月10日
  5. 天文学家解开了围绕公元1181年中国超新星的900年前的宇宙之谜2021年9月17日
特色帖子
必威体育app靠谱吗技术组织程序
谷歌播放图标
关注我们