JWST图像包含不应该存在的照片轰炸星系

与JWST合作的天文学家发现了一个他们不想要的矮星系。它距离我们大约9800万光年,没有邻居,并且处于其他星系图像的背景中。这个孤立的星系显示出缺乏恒星形成活动,这对于孤立的矮星来说是非常不寻常的。

根据大量的观测,大多数孤立的矮星系都会形成恒星。这个有什么不同?

JWST的PEARLS(再电离和透镜科学的主要银河系外区域)观测计划旨在了解星系组装的时代,活跃的星系核(AGN)增长和第一道曙光。作为其工作的一部分,它观测到一个名为CLG1212的星系团。这个孤立的矮星系被命名为PEARLSDG,是偶然发现的。

这一发现发表在《天体物理学杂志快报》上的新研究中。它的标题是”PEARLS:一个可能孤立的静止矮星系,红巨星分支的尖端距离为30 Mpc。“ 第一作者是亚利桑那州立大学的助理研究科学家蒂姆·卡尔顿(Tim Carleton)。

矮星系包含的恒星比银河系等星系少得多。没有人知道银河系中到底有多少颗恒星。但有充分理由的估计表明,这一数字上限约为4000亿。相比之下,像PEARLSDG这样的矮星系包含多达1亿颗恒星。

除了缺乏恒星形成之外,PEARLSDG之所以不寻常,还有另一个原因。JWST能够辨别个人红巨星分支(RGB)恒星在矮星系中,因为恒星在JWST观测到的波长中很亮。对于JWST来说,它几乎太远了,无法看到恒星,因此PEARLSDG是我们可以看到单个恒星的最遥远的星系之一。

JWST能够辨别矮星系中的单个恒星,如研究的这张图像所示。(Carleton 等人,天体物理学杂志快报, 2024)

能够看到单个红巨星分支(RGB)恒星使研究矮星系变得更加容易。RGB恒星具有特定的固有亮度,这意味着这一发现背后的天文学家可以测量星系的距离:大约9800万光年。

他们还可以测量恒星的年龄,表明PEARLSDG恒星群更老。如果它仍然在形成恒星,那么一些恒星会更年轻。

研究人员写道,矮星系至少在10亿年内没有形成恒星。部分证据是缺乏来自银河系的紫外线能量。年轻的恒星会发出强大的紫外线,但PEARLSDG只显示出低水平的紫外线辐射。

研究人员解释说:“与其低水平的紫外线发射和光谱中缺乏发射线一致,我们发现sSFR非常低,这表明它的恒星形成在1 Gyr之前关闭了。

当一个星系停止形成恒星时,它被称为静止星系。在一个静止的星系中,用于恒星形成的气体供应已经熄灭。它通常是由另一个邻近的星系引起的,该星系与静止星系相互作用以阻止恒星形成。不知何故,这种相互作用从静止的星系中剥离了气体或破坏了气体的流动。

但 PEARLSDG 没有近邻。

JWST的NIRCam仪器正在对绿色盒子中的区域进行成像,同时它还发现了青色盒子中的矮星系PEARLSDG。(Carleton 等人,天体物理学杂志快报, 2024)

“除了相对较少的情况外,这些孤立的静止矮星系以前从未真正见过。鉴于我们目前对星系演化的理解,它们并没有真正存在,因此我们看到这个物体的事实有助于我们改进星系形成的理论,“主要作者Carleton说。

“一般来说,矮星系本身正在继续形成新的恒星。

与其他星系的相互作用会导致淬灭潮汐剥离.其他环境影响也是如此,例如柱塞压力剥离窒息.但还有其他原因,尽管天文学家仍在努力了解它们。

“然而,最近对大量超弥散星系的观测促进了内部淬灭机制的发展,例如强反馈,”研究人员说。在强烈的反馈中,来自最大和最亮恒星的强大能量可以吹走新恒星形成所需的气体。

尽管PEARLSDG没有近邻,但作者对他们的结论持谨慎态度。

“无论如何,我们不能完全排除过去与其他星系的相互作用,这些相互作用可能影响了它的形成历史,”他们写道。“然而,PEARLSDG的衰退速度和光度距离与它在哈勃流中一致,并且没有明显的潮汐相互作用特征。

哈勃流使星系随着宇宙膨胀而相互后退。尽管膨胀,但一些星系相互作用甚至合并,因为其他力量已经作用于它们。但是没有迹象表明有任何东西与矮星系相互作用,可以熄灭其恒星的形成。

当星系相互作用时,潮汐力会扭曲它们的形状,并产生尾巴和伸展的气体、尘埃和恒星流。但 PEARLSDG 没有表现出这些症状。这是一个相当不起眼的、形状正常的矮星系。

这样的发现让天文学家停下来重新考虑他们的星系演化模型。但JWST很可能会发现更多孤立和静止的矮星系。随着更多的观察,事情会变得更加清晰,最终,会有一个解释。

“需要对PEARLSDG的恒星形成历史和PEARLSDG相对于其周围环境的动力学进行更详细的分析,以进一步了解其形成历史,但这一发现表明,许多孤立的静止星系正在等待被识别,JWST拥有这样做的工具,”研究人员写道。

但就目前而言,这只是宇宙中的又一个谜团。

本文最初由今日宇宙.阅读原文.

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