本網綜合 Will Dunham 報導 詹姆斯韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)自2022年投入使用以來,已經揭示了宇宙早期的無數驚奇。現在,我們又可以增加一個新的發現——觀測到一個星系,當宇宙的年齡只有現在的 5%時,它就已經 “死亡 “了。
科學家們在本週三說,韋伯發現了一個星系,大約在131億年前,即宇宙大爆炸發生7億年後,恒星的形成已經停止。多年來,已經發現了許多死亡星系,但這是最早的一個,距今約有 5 億年。
在某些方面,這個星系就像已故好萊塢演員詹姆斯·迪恩,他以 “活得快,死得早 “的人生故事而聞名。
劍橋大學卡弗裏宇宙學研究所的天體物理學家托比亞斯·盧瑟是發表在《自然》雜誌上的這項研究的第一作者。
劍橋大學卡夫裏宇宙學研究所的天體物理學家托比亞斯·盧瑟是發表在《Nature》雜誌上的這項研究的主要作者,他說:“這個星系似乎生活得很快,很緊張,然後很快就停止了恒星的形成。”
在宇宙歷史的最初幾億年裏,宇宙是狂暴而活躍的,周圍有大量的氣體為星系中的恒星形成提供燃料。盧瑟補充說,這使得這一發現特別令人費解和有趣。
星系停止形成新恒星後,就有點像恒星墓地了。
“一旦恒星形成結束,現有的恒星就會死亡,而且不會被取代。這種情況是按恒星重量的順序分級發生的,因為品質最大的恒星最熱、最亮,因此壽命也最短,”卡弗利研究所天體物理學家、研究報告的共同作者弗朗切斯科·達尤金尼奧說。
“隨著最熱恒星的死亡,星系的顏色從藍色(熱恒星的顏色)變為黃色,再變為紅色(品質最小恒星的顏色),達尤金尼奧補充說。”與太陽品質相當的恒星壽命約為 100 億年。如果這個星系在我們觀測它的時候就停止形成恒星,那麼今天它裏面就不會再有像太陽一樣的恒星了。然而,品質比太陽小得多的恒星可以存活數萬億年,因此它們在恒星停止形成後還會繼續閃耀很長時間。”
研究人員確定,這個星系經歷了一次跨越3000萬年到9000萬年的恒星形成爆發,然後突然停止了。他們正在試圖找出原因。
他們說,這可能是由於銀河系中心的一個超大品質黑洞的作用,也可能是一種叫做 “回饋 “的現象——新形成的恒星爆發出的能量–把形成新恒星所需的氣體擠出了銀河系。
盧瑟說:”另一種情況是,恒星的形成會很快消耗掉氣體,而星系周圍的新鮮氣體又無法及時補充,從而導致星系饑餓。”
與哈勃太空望遠鏡的前身相比,美國宇航局的韋伯望遠鏡能夠觀測到更遠的距離,因此也能觀測到更久遠的時間。除其他發現外,韋伯望遠鏡還讓天文學家看到了已知最早的星系,這些星系比預期的更大更多。
在新的研究中,研究人員能夠在某一時刻觀測到死亡星系。他們說,它後來有可能恢復了恒星形成。
“一些星系可能會重新煥發青春,如果它們能找到新鮮氣體轉化為新恒星的話。”達尤金尼奧說。”我們不知道這個星系的最終命運。這可能取決於導致恒星形成停止的機制是什麼。”