詹姆斯·韦伯望远镜探测到已知宇宙中最古老的“死亡”星系，其死亡可能会挑战宇宙学

何一方88

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的一张图像突出了有史以来观测到的最古老的“死亡”星系JADES-GS-z7-01-QU（图片来源：JADES Collaboration）

（）据美国生活科学网站（Sharmila Kuthunur）：天文学家使用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）发现了有史以来最古老的“死亡”星系，但这具宇宙尸体让科学家感到困惑，因为它无法用我们目前对早期宇宙的了解来解释。

当宇宙只有7亿年的时候，这个星系突然神秘地停止了恒星的形成，当时由于宇宙中其他地方大量的原始气体和尘埃，无数的恒星正在诞生。

周三（3月6日）发表在《自然》杂志上的一篇论文中描述了这个名为JADES-GS-z7-01-QU的星系，它为天文学家提供了一个窥探原始宇宙中星系进化的难以捉摸的基础的机会，包括星系为什么停止形成新恒星，以及驱动它们爆发的力是否会在不同时期发生变化。

该研究的主要作者、剑桥大学卡夫利宇宙学研究所（KICC）的研究员托比亚斯·卢瑟在一份声明中说：“星系需要丰富的气体供应来形成新的恒星，而早期宇宙就像一顿自助餐。”。

目前的模型无法解释这个新发现的星系是如何在大爆炸后不到10亿年的时间内形成的，而且如此迅速地关闭了它的恒星工厂。研究合著者、KICC研究员Francesco D'Eugenio在声明中表示：“我们（通常）只有在宇宙的后期才开始看到星系停止形成恒星。”。相比之下，研究人员表示，在宇宙大约30亿年的时候，在其他地方发现的少数其他“死亡”星系似乎已经停止了新恒星的形成。

Looser补充道：“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熄灭阶段。”

为了发现JADES-GS-z7-01-QU，Looser和他的同事使用JWST强大的红外视觉，透过厚厚的尘埃面纱窥视宇宙中最早的物体。除了是迄今为止发现的最古老的“死亡”或“淬火”星系外，这个新发现的星系还比以前在早期宇宙中发现的其他类似静止星系轻很多倍。



一些早期星系似乎因过度活跃的黑洞的强烈辐射而失去了恒星形成气体，比如这幅艺术家的插图中的类星体J2054-0005，它在宇宙大爆炸后仅9亿年就出现了。（图片来源：ALMA（ESO/NAOJ/NRAO））

JWST的数据表明，该星系在迅速关闭之前，曾在3000万至9000万年的时间里强烈形成恒星，尽管它的确切结局尚不清楚。天文学家知道有几个不同的因素可以减缓或扑灭恒星的形成。例如，星系内部的湍流，如超大质量黑洞发出的辐射，会将气体挤出星系，并使其失去形成恒星所依赖的气体库。另一种有趣的可能性是，当时星系的周围环境没有充分补充诞生恒星消耗的气体库，导致恒星形成物质不足。

然而，“我们不确定这些场景是否能解释我们现在在韦布身上看到的情况，”研究合著者、KICC的天体物理学家Roberto Maiolino在声明中说。Maiolino说，目前基于现代宇宙的模型无法解释JADES-GS-z7-01-QU的性质，这表明它们“可能需要重新审视”。

D’Eugenio说，对新星系休眠的另一种可能解释可能是“早期宇宙中的星系‘死亡’，然后又恢复了生命”。然而，之前对宇宙大约30亿年前的“死亡”星系的研究表明，这些“死亡”的星系即使通过与附近星系的合并也无法恢复活力，而这只会让它们“膨胀”起来。

“我们需要更多的观察来帮助我们弄清楚这一点，”D’Eugenio说。