關於星係為什麼停止形成恆星的新見解

關於星系為什麼停止形成恆星的新見解

關於星系為什麼停止形成恆星的新見解

星系團是宇宙中罕見的區域,由數百個星系組成,包含數萬億顆恆星,以及熱氣體和暗物質。人們早就知道,當一個星系落入一個星系團時,恆星的形成會在一個被稱為“淬火”的過程中迅速停止。然而,究竟是什麼導致了恆星的熄滅,仍然是個謎,儘管天文學家們提出了一些看似合理的解釋。

由加州大學河濱分校(University of California, Riverside)的前研究生、天文學家瑞安•福爾茨(Ryan Foltz)領導的一項新的國際研究,對冷卻時間尺度進行了迄今為止最好的測量,測量了宇宙歷史中70%的時間尺度是如何變化的。這項研究還揭示了這個過程可能是關閉星團中恆星形成的原因。

每個進入星系團的星系都會攜帶一些尚未形成恆星的冷氣體。一種可能的解釋是,在冷氣體轉變成恆星之前,它已經被星團裡的熱氣和緻密氣體“剝離”離開了星系,導致恆星形成停止。另一種可能是星系被“扼殺”了,這意味著它們停止形成恆星,因為一旦它們落入星系團內部,它們的儲層就不再得到額外的冷氣體的補充。預計這是一個比剝離更慢的過程。第三種可能性是,恆星形成本身的能量會驅使大量冷氣體燃料遠離星系,阻止其形成新恆星。這種“流出”的情況預計會比剝離發生得更快,因為氣體永遠消失在星系中,無法形成新的恆星。

因為這三個不同的物理過程預測了星系在宇宙歷史上不同的相對時間尺度下的熄滅,天文學家假設如果他們能比較在很長時間基線上觀測到的熄滅星系的數量,導致恆星熄滅的主導過程將更容易顯現。然而,直到最近,還很難找到遙遠的星團,更難以測量它們星系的性質。國際“斯皮策”(Spitzer)對紅色序列星系團調查(SpARCS)的改編,通過開創性的新星系團探測技術,目前已測量出宇宙歷史的70%以上,這一技術使得在遙遠的宇宙中發現了數百個新的星系團。

使用一些自己的新發現的sparc集群,新的UCR-led研究發現需要一個星系不再停止形成恆星宇宙變老:宇宙是年輕時只有11億年(40億歲),13億年當宇宙是中年(60億歲),和50億年的宇宙。福爾茨說:“通過對遙遠宇宙中星系團星系的猝滅時間尺度與鄰近宇宙星系的猝滅時間尺度進行比較,我們發現,像氣體剝離這樣的動態過程比窒息或噴射更符合預測。”

為了實現這一最先進的測量,SpARCS團隊要求在夏威夷使用W. M. Keck天文臺望遠鏡(直徑10米)進行10個晚上的觀測,在夏威夷和智利使用雙子雙子望遠鏡(直徑8米)進行25個晚上的觀測。“多虧了非凡的投資在我們這些天文臺工作,我們現在認為,我們有一個好主意的恆星形成停在最大規模的星系星團,“吉莉安·威爾遜說,加州大學河濱分校的物理學和天文學教授sparc調查的領袖,在他的實驗室Foltz完成這項研究工作。然而,有很好的理由相信低質量的星系可能會通過不同的過程被熄滅。這是我們團隊接下來要回答的問題之一。


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