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新的观测揭示了椭圆星系中恒星形成的关闭过程

时间:2021-10-09 11:58:04来源:

NASA / ESA哈勃太空望远镜的这张图片显示了一个称为IC 2006的椭圆星系。

最新研究表明,在“大爆炸”发生30亿年后,巨大的椭圆形星系仍在其郊区形成恒星,但不再在其内部产生恒星。

天文学家首次证明了数十亿年前“死”星系中恒星的形成是如何溅射出来的。NASA / ESA哈勃太空望远镜和ESO的超大型望远镜(VLT)透露,在“大爆炸”发生30亿年后,这些星系仍在其郊区形成恒星,但不再在其内部产生恒星。恒星形成的淬灭似乎始于星系的核心,然后扩散到外围。结果将发表在2015年4月17日的《科学》杂志上。

天体物理学的一个主要谜团集中在现代宇宙中常见的巨大的,静止的椭圆形星系如何消灭它们曾经疯狂的恒星形成速度。这种巨大的星系由于其形状而通常也称为球体,它们在恒星中的密集密度通常是我们中心星系银河系的十倍,质量约为它的十倍。

天文学家称这些大星系为红色且已死亡,因为它们显示出大量的古老红色恒星,但缺少年轻的蓝色恒星,并且没有新星形成的迹象。红星的估计年龄表明,它们的宿主星系大约在一百亿年前就不再制造新星。这种关闭是在宇宙恒星形成的高峰期开始的,当时许多星系仍在以约比当今快二十倍的速度生出恒星。

该文章的主要作者,瑞士苏黎世联邦理工学院的桑德罗·塔切拉(Sandro Tacchella)说:“巨大的死球体约占宇宙一生中所有恒星的一半。”“除非我们了解这些星系是如何形成的,否则我们无法声称理解宇宙如何演变并成为今天所看到的。”

塔克切拉(Tacchella)及其同事观察到大爆炸之后大约30亿年的历史,总共观测到22个星系,分布范围广泛。他们使用NASA / ESA哈勃太空望远镜的广角相机3(WFC3)从地球扭曲的大气层上方凝视星系-WFC3在近红外下拍摄了详细的图像,揭示了活跃恒星中较老恒星的空间分布,形成星系。

研究人员还使用了ESO超大型望远镜上的SINFONI仪器来收集来自星系的光,准确地显示出它们正在搅动新恒星的位置。SINFONI得益于其自适应光学系统,可以对遥远星系进行这些详细的测量,从而大大抵消了地球大气层的模糊影响。

该研究的合著者,苏黎世联邦理工学院的马塞拉·卡洛洛(Marcella Carollo)评论说:“哈勃能够向我们展示这些星系中恒星是如何分布的惊人细节。”“我们能够将这种精度与SINFONI相匹配,以找到恒星形成的补丁。结合使用这两个望远镜,我们比以往任何时候都能够更详细地探索这一星系。”

根据新数据,样本中质量最大的星系在其周边保持了稳定的新恒星产生。然而,在它们鼓鼓,密集的中心,恒星的形成已经停止。

意大利国立天体物理学研究所帕多瓦天文台的阿尔维奥·雷尼西尼(Alvio Renzini)说:“新显示的大规模星系恒星形成关闭的由内而外的性质,应该可以揭示所涉及的潜在机制,这是天文学家们长期以来一直在争论的问题。”

一种领先的理论是,造星物质被星系中央超大质量黑洞所散布的大量能量所散布,因为它会吞噬物质。另一个想法是,新鲜气体停止流入银河系,使它的燃料不足以供新恒星使用,并将其转变为红色的死球体。

“对于导致大量球体死亡的物理机制,有许多不同的理论建议,”德国Garching麦克斯-普朗克物理研究所的合著者NataschaFörsterSchreiber说。“发现恒星形成的淬灭是从中心开始并向外行进的,这是理解宇宙如何看起来像现在一样非常重要的一步。”

笔记

[1]宇宙的年龄约为138亿年,因此Tacchella及其同事研究的星系被普遍视为超过100亿年前。

出版物:S. Tacchella等人,“大爆炸发生30亿年后,成熟的凸起和由内而外的淬火阶段的证据”,《科学》,2015年4月17日:卷348号6232第314-317页; DOI:10.1126 / science.1261094

研究报告的PDF副本:大爆炸后30亿年的成熟凸起和由内而外的淬火阶段的证据

图像:NASA,ESA,Judy Schmidt和J.Blakeslee(Dominion天体物理天文台)

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