天文學家解開120億年前星系進入靜止狀態之謎

據外媒報道,由馬薩諸塞大學阿默斯特分校領導的發表在《自然》上的新研究,剛剛回答了關於我們宇宙的一個基本問題。為什麼一些最古老的、質量最大的星系在形成初期會陷入靜止狀態?我們現在知道,答案是由於它們耗盡了冷氣體。

天文學家解開120億年前星系進入靜止狀態之謎

“我們宇宙中質量最大的星系形成得非常早,就在140億年前大爆炸發生之後,”UMass Amherst的天文學教授Kate Whitaker說道,“但是由於某些原因,它們已經關閉了。它們不再形成新的恆星了。”恆星的形成是星系成長的關鍵方式之一,據稱當它們停止形成恆星時它們就進入了靜止狀態。天文學家已經知道這些早期的大質量星系已經進入靜止狀態,但直到現在,沒有人知道原因。

為了找到答案,Whitaker的團隊–包括天文學副教授Alexandra Pope和在UMass獲得天文學博士學位的Christina C. Williams-設計了一個創新的望遠鏡組合。他們使用了哈勃太空望遠鏡來探測這些遙遠的星系。這些星系非常遙遠,我們人類現在看到的則是它們在100億到120億年前發出的光,當時宇宙正處於起步階段。實際上,Whitaker的團隊正在尋找遙遠的過去。

天文學家解開120億年前星系進入靜止狀態之謎

這些星系應該顯得年輕而有活力且有不斷形成恆星的證據。然而Whitaker的團隊將哈勃的圖像跟來自ALMA的讀數結合起來發現,它們並沒有。

ALMA讓Whitaker的團隊尋找極少量的冷氣體–助長新星形成的主要能量來源。“在早期宇宙中有大量的冷氣體,所以這些星系,從120億年前開始,應該有大量的剩餘燃料。” 相反,Whitaker和她的團隊只在每個星系的中心發現了冷氣體的痕迹。這意味着,在宇宙存在的最初幾十億年裡,這些星系要麼燒盡了它們的能量供應要麼將它們噴射出去,此外,還可能有什麼東西在物理上阻止了每個星系對冷氣體的補充。

綜合來看,這項研究有助於我們人類改寫宇宙的早期歷史,從而讓我們能夠更清楚地了解星系的演變過程。研究小組的下一步是弄清楚這些靜止的星系中剩餘的氣體有多緊湊以及為什麼它只存在於星系的中心。