远古巨星系快速生长后早逝

天文学家们正在困惑于这个宇宙巨人在早期宇宙中如何如此迅速地出现和消亡

哈勃太空望远镜拍摄的星系团图像。这个星系团中心的巨型椭圆星系重约 1000 亿个太阳质量,其大小与宇宙早期形成的新发现的超大质量星系相似。

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天文学家刚刚发现了一个罕见的巨型星系,它在宇宙早期快速生长,然后出人意料地迅速沉寂。

这个新发现的巨星系名为 XMM-2599,距离地球约 120 亿光年,这意味着科学家们看到的是宇宙非常年轻时该星系的样子。(创造宇宙的大爆炸发生在 138.2 亿年前。)

“甚至在宇宙不到 20 亿年的时候,XMM-2599 已经形成了超过 3000 亿个太阳质量的质量,使其成为一个超大质量星系,”加州大学河滨分校 (UCR) 物理与天文系的博士后研究员本杰明·福雷斯特在一份声明中说


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“更值得注意的是,我们表明 XMM-2599 在宇宙不到 10 亿年的时候,在巨大的狂潮中形成了其大部分恒星,然后在宇宙仅 18 亿年的时候变得不活跃,”福雷斯特补充道,他是报告 XMM-2599 发现的一项新研究的主要作者。

福雷斯特和他的同事使用了一种名为红外探测多目标光谱仪 (MOSFIRE) 的仪器,该仪器安装在夏威夷凯克天文台的望远镜上。MOSFIRE 的观测使该团队能够确定 XMM-2599 的质量及其与地球的距离。

研究人员还确定,该星系在其活动高峰期每年创造超过 1000 个太阳质量的恒星。(相比之下,我们的银河系目前每年仅形成一个太阳质量的新恒星。)但对于 XMM-2599 来说,那个高峰期已成为过去;它的恒星诞生引擎已经关闭,原因仍然不明。

“尽管如此巨大的星系在这个时代非常罕见,但模型确实预测了它们,”威尔逊补充说,她是 UCR 的物理学和天文学教授,也是福雷斯特工作的实验室的负责人。

威尔逊补充说:“然而,预测的星系预计会积极形成恒星。XMM-2599 如此有趣、不寻常和令人惊讶的原因是它不再形成恒星,可能是因为它停止获得燃料或它的黑洞开始启动。我们的结果呼吁改变模型如何在早期星系中关闭恒星形成。”

研究人员将继续使用凯克天文台观测 XMM-2599,以更好地描述该星系的特征并研究有关它的未解答问题。最突出的问题可能与星系的命运有关。

“我们不知道它到今天会变成什么样子,”威尔逊说。“我们知道它不会失去质量。一个有趣的问题是它周围会发生什么。随着时间的推移,它是否会引力吸引附近的恒星形成星系,并成为一个明亮的星系城市?”

这项新研究于周三(2 月 5 日)在线发表在《天体物理学杂志快报》上。

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麦克·沃尔 自 2010 年以来一直为 Space.com 撰稿。他关于寻找外星生命的书籍《在那里》于 2018 年 11 月 13 日出版。在成为一名科学作家之前,迈克尔曾担任爬行动物学家和野生动物生物学家。他拥有澳大利亚悉尼大学进化生物学博士学位、亚利桑那大学学士学位和加州大学圣克鲁斯分校科学写作研究生证书。

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