新的观测揭示了椭圆星系中恒星形成的关闭过程

NASA / ESA哈勃太空望远镜的这张图片显示了一个称为IC 2006的椭圆星系。

最新研究表明，在“大爆炸”发生30亿年后，巨大的椭圆形星系仍在其郊区形成恒星，但不再在其内部产生恒星。

天文学家首次证明了数十亿年前“死”星系中恒星的形成是如何溅射出来的。NASA / ESA哈勃太空望远镜和ESO的超大型望远镜（VLT）透露，在“大爆炸”发生30亿年后，这些星系仍在其郊区形成恒星，但不再在其内部产生恒星。恒星形成的淬灭似乎始于星系的核心，然后扩散到外围。结果将发表在2015年4月17日的《科学》杂志上。

天体物理学的一个主要谜团集中在现代宇宙中常见的巨大的，静止的椭圆形星系如何消灭它们曾经疯狂的恒星形成速度。这种巨大的星系由于其形状而通常也称为球体，它们在恒星中的密集密度通常是我们中心星系银河系的十倍，质量约为它的十倍。

天文学家称这些大星系为红色且已死亡，因为它们显示出大量的古老红色恒星，但缺少年轻的蓝色恒星，并且没有新星形成的迹象。红星的估计年龄表明，它们的宿主星系大约在一百亿年前就不再制造新星。这种关闭是在宇宙恒星形成的高峰期开始的，当时许多星系仍在以约比当今快二十倍的速度生出恒星。

该文章的主要作者，瑞士苏黎世联邦理工学院的桑德罗·塔切拉（Sandro Tacchella）说：“巨大的死球体约占宇宙一生中所有恒星的一半。”“除非我们了解这些星系是如何形成的，否则我们无法声称理解宇宙如何演变并成为今天所看到的。”

塔克切拉（Tacchella）及其同事观察到大爆炸之后大约30亿年的历史，总共观测到22个星系，分布范围广泛。他们使用NASA / ESA哈勃太空望远镜的广角相机3（WFC3）从地球扭曲的大气层上方凝视星系-WFC3在近红外下拍摄了详细的图像，揭示了活跃恒星中较老恒星的空间分布，形成星系。

研究人员还使用了ESO超大型望远镜上的SINFONI仪器来收集来自星系的光，准确地显示出它们正在搅动新恒星的位置。SINFONI得益于其自适应光学系统，可以对遥远星系进行这些详细的测量，从而大大抵消了地球大气层的模糊影响。

该研究的合著者，苏黎世联邦理工学院的马塞拉·卡洛洛（Marcella Carollo）评论说：“哈勃能够向我们展示这些星系中恒星是如何分布的惊人细节。”“我们能够将这种精度与SINFONI相匹配，以找到恒星形成的补丁。结合使用这两个望远镜，我们比以往任何时候都能够更详细地探索这一星系。”

根据新数据，样本中质量最大的星系在其周边保持了稳定的新恒星产生。然而，在它们鼓鼓，密集的中心，恒星的形成已经停止。

意大利国立天体物理学研究所帕多瓦天文台的阿尔维奥·雷尼西尼（Alvio Renzini）说：“新显示的大规模星系恒星形成关闭的由内而外的性质，应该可以揭示所涉及的潜在机制，这是天文学家们长期以来一直在争论的问题。”

一种领先的理论是，造星物质被星系中央超大质量黑洞所散布的大量能量所散布，因为它会吞噬物质。另一个想法是，新鲜气体停止流入银河系，使它的燃料不足以供新恒星使用，并将其转变为红色的死球体。

“对于导致大量球体死亡的物理机制，有许多不同的理论建议，”德国Garching麦克斯-普朗克物理研究所的合著者NataschaFörsterSchreiber说。“发现恒星形成的淬灭是从中心开始并向外行进的，这是理解宇宙如何看起来像现在一样非常重要的一步。”

笔记

[1]宇宙的年龄约为138亿年，因此Tacchella及其同事研究的星系被普遍视为超过100亿年前。

出版物：S. Tacchella等人，“大爆炸发生30亿年后，成熟的凸起和由内而外的淬火阶段的证据”，《科学》，2015年4月17日：卷348号6232第314-317页； DOI：10.1126 / science.1261094

研究报告的PDF副本：大爆炸后30亿年的成熟凸起和由内而外的淬火阶段的证据

图像：NASA，ESA，Judy Schmidt和J.Blakeslee（Dominion天体物理天文台）