神秘的銀河系在宇宙年輕的時候就已經死了

當一個星系的氣體和塵埃耗盡時，恒星誕生的過程就會停止。這需要數十億年的時間。

但是，有一個星系在宇宙只有7億年的時候就已經死了。這是怎么回事？

這就是一個國際天文學家團隊想知道的。

“宇宙的前幾億年是一個非常活躍的階段，大量的氣體云坍塌形成新的恒星，”劍橋大學卡夫利宇宙學研究所的Tobias Looser說。

“星系需要豐富的氣體供應才能形成新的恒星，而早期的宇宙就像一個吃到飽的自助餐。

因此，當JADES-GS-z7-01-QU星系出現在JWST觀測中時，它并沒有表現出太多正在進行的恒星形成的證據。（JADES代表JWST高級深度銀河系外巡天。它處于天文學家所說的“淬滅”狀態，看起來像恒星形成開始并迅速停止。

弄清楚為什么這發生在年輕的星系上是宇宙學的重要一步。為什么它停止創造星星？而且，影響恒星形成的因素當時和今天一樣嗎？

當星系停止形成恒星時

恒星形成淬滅是天文學家不希望很快發生的事情。

“直到宇宙后期，我們才開始看到星系停止形成恒星，這是否是由于黑洞或其他什么，“Francesco D'Eugenio博士說，他也來自Kavli宇宙學研究所，并與Looser共同撰寫了最近一篇關于JADES-GS-z7-01-QU的論文。

恒星的誕生通常始于氣體云凝聚在一起。富含氣體的地區，包括星系，是恒星誕生苗圃的主要地點。關于JADES-GS-z7-01-QU的JWST數據顯示，這個嬰兒星系在開始形成后不久（在再電離時代之后）經歷了一個非常強烈的恒星形成時期。在3000萬到9000萬年之間，它燃燒著恒星的形成。然后，突然，它停了下來。

這并不奇怪——盡管天文學家不確定它為什么會停止。顯然，它沒油了。或一個位于其中心的超大質量黑洞吞噬了大部分可用的“恒星物質”.黑洞快速移動的風和噴流也可能將大量恒星誕生的物質完全推出銀河系。

也有可能是JADES-GS-z7-01-QU所經歷的恒星形成速度非常快，只是耗盡了供應。根據 Looser 的說法，這并非不可能。

“在早期宇宙中，一切似乎都發生得更快、更戲劇性，這可能包括星系從恒星形成階段進入休眠或淬滅階段，”他說。

找出答案

從目前的JWST數據中尚不清楚這個小星系在時間的黎明發生了什么。天文學家仍在探索這些數據。

“我們不確定這些場景中的任何一個是否可以解釋我們現在在韋伯身上看到的情況，”該論文的合著者Roberto Maiolino教授說。

“到目前為止，為了理解早期宇宙，我們一直使用基于現代宇宙的模型。但現在我們可以看到更遠的時間，并觀察到這個星系中的恒星形成如此迅速地熄滅，基于現代宇宙的模型可能需要重新審視。

這意味著使用JWST進行更多觀察。

“我們正在早期宇宙中尋找像這個星系這樣的其他星系，這將有助于我們對星系如何以及為什么停止形成新恒星施加一些限制，”D'Eugenio說。

“早期宇宙中的星系可能會'死亡'，然后又重新煥發生機——我們需要更多的觀測來幫助我們弄清楚這一點。

天文學家想要探索的還有另一種可能性。JADES-GS-z7-01-QU在JWST觀察到它時看起來已經死了。但是，恒星誕生的淬滅可能只是暫時的。也許這是由于恒星物質周期性地流向星際空間（由原子核中的黑洞驅動）引起的。其他星系也被觀測到正在經歷恒星誕生的休息，但它們的質量比這個大得多。

也許JADES-GS-z7-01-QU在其歷史的后期開始了恒星形成工廠。在那種情況下，它很可能在宇宙歷史的后期時代變得更加巨大。

而且，這提供了一個有趣的想法：也許其他“淬滅”的星系也休息了一下，然后大量注入了氣體 - 也許是通過與其他星系的碰撞 - 創造了后代的恒星。未來的JWST觀測應該會發現更多這樣的星系，這應該使天文學家能夠更詳細地研究它們的淬滅階段。

本文最初發表于今天的宇宙.閱讀原文.

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