矮星系利用1000万年的平静期来制造恒星

在冰雪中的玫瑰

密歇根大学天文学家Sally Oey研究了宿主星系NGC 2366中的一个恒星形成区域，这是一个典型的不规则矮星系。鸣谢:卡拉·阿尔托观察站、范·埃梅伦(ATNF AIRUB)和á

（）据密歇根大学（摩根·舍伯恩）：如果你观察充满恒星的巨大星系，你可能会认为它们是恒星工厂，制造出明亮的气体球。但实际上，进化程度较低的矮星系拥有更大的恒星工厂区域，恒星形成率更高。

现在，密歇根大学的研究人员发现了这背后的原因:这些星系在喷出扰乱其环境的气体方面有1000万年的延迟。恒星形成区域能够留住它们的气体和尘埃，让更多的恒星结合和演化。

在这些相对原始的矮星系中，大质量恒星——大约是我们太阳质量的20到200倍——坍缩成黑洞，而不是爆炸成为超新星。但在更进化、污染更严重的星系中，比如我们的银河系，它们更有可能爆炸，从而产生集体超级风。气体和尘埃被喷射出星系，恒星形成迅速停止。

他们的发现发表在《天体物理学杂志》上。

“随着恒星变成超新星，它们通过产生和释放金属来污染环境，”该研究的第一作者、本科生研究员米歇尔·杰克森说。“我们认为，在金属含量较低的情况下——相对未受污染的星系环境——强超级风的开始会有1000万年的延迟，这反过来会导致更多的恒星形成。”

U-M的研究人员指出了所谓的哈勃音叉，这是一个描述天文学家埃德温·哈勃对星系进行分类的图表。音叉柄上是最大的星系。这些巨大的、圆形的、布满恒星的星系已经把所有的气体都变成了恒星。沿着音叉的尖端是螺旋星系，它们致密的臂上有气体和恒星形成区。音叉尖端是进化最慢、最小的星系。

“但这些矮星系只有这些真正的mondo恒星形成区域，”该研究的高级作者，U-M天文学家Sally Oey说。“关于这是为什么有一些想法，但米歇尔的发现提供了一个非常好的解释:这些星系很难阻止它们的恒星形成，因为它们没有吹走它们的气体。”



哈勃太空望远镜拍摄的Mrk 71-A的剪影，该区域显示出强烈的辐射冷却(因此缺乏超级风)。鸣谢:卡拉·阿尔托观察站、范·埃梅伦(ATNF AIRUB)和á

此外，这1000万年的平静期为天文学家提供了观察类似宇宙黎明的场景的机会，宇宙黎明是大爆炸后的一段时间，杰克曼说。在原始矮星系中，气体聚集在一起，形成辐射可以逃逸的缝隙。这种先前已知的现象被称为“栅栏”模型，紫外线辐射从栅栏的板条之间逃逸。这种延迟解释了为什么气体有时间聚集在一起。

紫外线辐射很重要，因为它电离了氢——这一过程也发生在大爆炸之后，导致宇宙从不透明变成透明。

“因此，观察具有大量紫外线辐射的低金属度矮星系有点类似于一直追溯到宇宙黎明，”杰科门说。“了解大爆炸附近的时间是如此有趣。这是我们知识的基础。这是很久以前发生的事情——它是如此迷人，以至于我们可以在今天存在的星系中看到类似的情况。”

第二项研究发表在天体物理学杂志Letters上，由Oey领导，使用哈勃太空望远镜观察Mrk 71，这是一个位于附近矮星系中大约1000万光年远的区域。在Mrk 71中，研究小组发现了Jecmen情景的观察证据。利用哈勃太空望远镜的一项新技术，该团队采用了一套滤光器来观察三重电离碳的光。

Oey说，在具有大量超新星爆炸的更进化的星系中，这些爆炸将星团中的气体加热到非常高的温度——高达数百万开尔文。随着这种炽热的超级风膨胀，它将其余的气体从星团中吹出。但是在像Mrk 71这样的低金属性环境中，恒星不会爆炸，该区域的能量会被辐射出去。它没有机会形成超级风。

该团队的过滤器在整个Mrk 71中捕捉到电离碳的扩散辉光，表明能量正在辐射出去。因此，没有热的超级风，而是让稠密的气体留在整个环境中。

Oey和Jecmen说这对他们的工作有很多启示。

“我们的发现对于解释詹姆斯·韦伯太空望远镜现在在宇宙黎明时看到的星系的特性可能也很重要，”Oey说。“我认为我们仍在理解后果的过程中。”