神秘的银河系在宇宙年轻的时候就已经死了

当一个星系的气体和尘埃耗尽时，恒星诞生的过程就会停止。这需要数十亿年的时间。

但是，有一个星系在宇宙只有7亿年的时候就已经死了。这是怎么回事？

这就是一个国际天文学家团队想知道的。

“宇宙的前几亿年是一个非常活跃的阶段，大量的气体云坍塌形成新的恒星，”剑桥大学卡夫利宇宙学研究所的Tobias Looser说。

“星系需要丰富的气体供应才能形成新的恒星，而早期的宇宙就像一个吃到饱的自助餐。

因此，当JADES-GS-z7-01-QU星系出现在JWST观测中时，它并没有表现出太多正在进行的恒星形成的证据。（JADES代表JWST高级深度银河系外巡天。它处于天文学家所说的“淬灭”状态，看起来像恒星形成开始并迅速停止。

弄清楚为什么这发生在年轻的星系上是宇宙学的重要一步。为什么它停止创造星星？而且，影响恒星形成的因素当时和今天一样吗？

当星系停止形成恒星时

恒星形成淬灭是天文学家不希望很快发生的事情。

“直到宇宙后期，我们才开始看到星系停止形成恒星，这是否是由于黑洞或其他什么，“Francesco D'Eugenio博士说，他也来自Kavli宇宙学研究所，并与Looser共同撰写了最近一篇关于JADES-GS-z7-01-QU的论文。

恒星的诞生通常始于气体云凝聚在一起。富含气体的地区，包括星系，是恒星诞生苗圃的主要地点。关于JADES-GS-z7-01-QU的JWST数据显示，这个婴儿星系在开始形成后不久（在再电离时代之后）经历了一个非常强烈的恒星形成时期。在3000万到9000万年之间，它燃烧着恒星的形成。然后，突然，它停了下来。

这并不奇怪——尽管天文学家不确定它为什么会停止。显然，它没油了。或一个位于其中心的超大质量黑洞吞噬了大部分可用的“恒星物质”.黑洞快速移动的风和喷流也可能将大量恒星诞生的物质完全推出银河系。

也有可能是JADES-GS-z7-01-QU所经历的恒星形成速度非常快，只是耗尽了供应。根据 Looser 的说法，这并非不可能。

“在早期宇宙中，一切似乎都发生得更快、更戏剧性，这可能包括星系从恒星形成阶段进入休眠或淬灭阶段，”他说。

找出答案

从目前的JWST数据中尚不清楚这个小星系在时间的黎明发生了什么。天文学家仍在探索这些数据。

“我们不确定这些场景中的任何一个是否可以解释我们现在在韦伯身上看到的情况，”该论文的合著者Roberto Maiolino教授说。

“到目前为止，为了理解早期宇宙，我们一直使用基于现代宇宙的模型。但现在我们可以看到更远的时间，并观察到这个星系中的恒星形成如此迅速地熄灭，基于现代宇宙的模型可能需要重新审视。

这意味着使用JWST进行更多观察。

“我们正在早期宇宙中寻找像这个星系这样的其他星系，这将有助于我们对星系如何以及为什么停止形成新恒星施加一些限制，”D'Eugenio说。

“早期宇宙中的星系可能会'死亡'，然后又重新焕发生机——我们需要更多的观测来帮助我们弄清楚这一点。

天文学家想要探索的还有另一种可能性。JADES-GS-z7-01-QU在JWST观察到它时看起来已经死了。但是，恒星诞生的淬灭可能只是暂时的。也许这是由于恒星物质周期性地流向星际空间（由原子核中的黑洞驱动）引起的。其他星系也被观测到正在经历恒星诞生的休息，但它们的质量比这个大得多。

也许JADES-GS-z7-01-QU在其历史的后期开始了恒星形成工厂。在那种情况下，它很可能在宇宙历史的后期时代变得更加巨大。

而且，这提供了一个有趣的想法：也许其他“淬灭”的星系也休息了一下，然后大量注入了气体 - 也许是通过与其他星系的碰撞 - 创造了后代的恒星。未来的JWST观测应该会发现更多这样的星系，这应该使天文学家能够更详细地研究它们的淬灭阶段。

本文最初发表于今天的宇宙.阅读原文.

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