停止造星运动的古老庞大星系

ChristoDher CroCkett

对于星系来说，如果它们工作得太努力，它们也会耗尽。

研究人员报告，早期宇宙中的一个庞大星系在数亿年间疯狂地生产出大量星体之后，便退出了造星运动。为什么它会懈怠下来，目前还不清楚，但是问题的答案或许可以帮助天文学家对于早期星系的成长，以及它们如何进化成为如今围绕着我们的星群了解一二。

这个星系被命名为XMM2599，光从那里出发要花费大约120亿年才会达到地球。因此天文学家看到的是这个星系在宇宙大爆发之后18亿年的样子。最新的观测显示出，那时这个星系膨胀到了相当于3 000亿颗太阳的质量，这使它的规模成为同期已知类似星系的3倍。

这个星系之所有获得如此大的质量，看起来是有原因的，在数亿年间它以每年形成相当于1 000颗太阳的速度产生恒星。然而，造星运动却戛然而止，来自于美国加利福尼亚大学的天文学家Benjamin Forrest和他的同事们于2月10日在《天体物理杂志通讯》上就此作了报告。相比而言，银河系每年仅仅能够产生出2-3颗恒星。

“这篇论文告诉我们在早期宇宙中恒星能以非常高的效率形成，同样它们也会非常高效地熄灭。”来自马萨诸塞州阿姆赫斯特大学的天文学家Mauro Giavalisco说道。

只要有寒冷的气体供给，星系就能够产生恒星——在整个宇宙138亿年的历史中，银河几乎一直就处于这种状态。仅有的让造星工厂关闭的方法是阻止冷气团降落于星系之上，或者从根本上将本在那里的气体移除，Giavalisco说道。“理论还不能全面解释如何停止星系如此快速、高效的造星运动，而在不久之前，它还在以惊人的效率形成恒星。”

目前可知在早期宇宙中还存在其他的多产星系，有些也已经“退休”了。但沒有一个像XMM-2599如此庞大，Forrest说道。对宇宙早期的计算机模拟不能产生类似庞大的“精疲力尽”者，因此XMM-2599成为一个谜。

这个星系中的黑洞或许应该对此负责。黑洞或许会引发一个由宇宙碎屑组成的超热漩涡，它与为围绕星系的气体提供能量的光一起燃烧，阻止这些气体合并成为新恒星诞生所需的气体块。

另一种可能是，恒星也在完成自我毁灭。恒星大规模形成最终会导致大规模的超新星出现，Giavalisco说道，它们将以星系的尺度喷射气体。

“我们没有任何确定性的结论，主要是因为它发生在过去，我们也只能得到这么多线索。”Forrest说道。通过巡天以发现类似安静的巨型星系，研究人员有可能“确定是否这只是一个一次性的奇异星系，或者还是更大群体中的一部分。”他说道。

至于说这么一个星系会变成什么样子，则很难说。但是Forrest和Giavalisco推测，随着时间的推移，它的引力会吸引其他星系，有可能使XMM2599和它的同类成为星系群生长的种子。

王麒译自 《科学新闻》（ Science News） 2020年3月14日