年轻星系早早停止制造恒星的派对－归结于自掘坟墓

研究人员利用NASA的哈勃太空望远镜和钱德拉X射线望远镜，发现了一些年轻的，大质量的致密星系，其喧嚣的造星派对已早早结束。恒星诞生时的巨大风暴吹散了制造后代恒星必须的气体燃料。现在，这些缺乏气体的星系的造星派对已经结束了，它们的归宿很可能是成为所谓的“红色死亡星系”，只包含老化的恒星。

天文学家们已经争论了几十年，大质量星系是如何从活跃的恒星制造机演化为恒星墓地。根据已有的观测，这些星系如间歇泉般将气体以高达200万英里的时速向宇宙空间喷发。天文学家们怀疑，潜伏在星系中心的强大怪物黑洞引发了气体喷流，吹散了剩余燃料从而阻止了恒星诞生。

现在，一项针对12个处于恒星诞生终结期的星系的分析表明，恒星其实是自掘坟墓。这一幕发生在宇宙处于目前年龄，137亿年，一半的时期。

“在我们的研究之前，通常认为恒星不会导致星系的高速（气体）喷流，只有更强大的超大质量黑洞能做到这一点,” 来自德州理工大学的保罗.塞尔解释道，他是该研究报告的首席作者。 “通过分析，我们发现只要有足够剧烈的星爆，就像哈勃观测到的发生在这些星系中的情况，就可以产生我们观察到的由恒星制造的（高速气体）喷流，而不需要黑洞。”

研究小组成员，来自威斯康星 - 麦迪逊大学的克里斯蒂.特雷蒙蒂首次通过斯隆数字巡天项目观测到星爆后物质喷出高速气体喷泉。根据哈勃望远镜的宽视场照相机3的观测，这些喷流来自迄今为止已知的最致密的星系。这些星系的质量与我们的银河系相似，但尺寸要小得多。最小星系的直径只有约650光年。

在如此小的区域，这些星系一年可制造几百个太阳。 （相比之下，银河系大约每年只能制造一个太阳）。这是一个喧嚣的快速消耗的过程，只能持续数千万年。其中一个导致恒星停止诞生的原因在于气体被迅速加热，因变得太热而无法在在引力作用下压缩形成新的恒星。另一种可能性是，恒星诞生时产生的强大星际风暴吹散了了大部分用于制造恒星的气体。

“哈勃带来的最大惊喜，是证实了新诞生的恒星可以如此紧密地汇聚在一起，”团队成员，来自威斯康星 - 麦迪逊大学的阿莱克斯.戴蒙德.斯坦尼克说道，他在2012年的一份科学论文中首先提出这些星系的星爆可能导致喷流。“这些星系中心的极端物理条件解释了它们如何能将气体以每小时数百万英里的速度喷出。”

要确认导致高速喷流的机制，塞尔和他的团队使用了钱德拉X射线望远镜和其他天文望远镜，以确定这些星系中的“超大质量黑洞（重达十亿个太阳）是否是导致喷流的源动力。分析所有的观察后，研究小组得出结论认为黑洞不是喷流的源头。喷流的源头来自于超大质量但短暂的恒星在生命的尽头产生的巨大星际风暴，随之而来的是恒星的死亡和超新星爆发。

根据对哈勃和钱德拉的数据进行的分析，研究团队成员认为，（造星）派对开始于两个富含气体的星系发生碰撞，将低温气体导入合并星系的致密中心区域。大量的气体压缩进狭小空间从而激发了无数恒星的诞生。星际风暴产生的巨大能量，吹散了剩余气体，阻止了进一步恒星形成的过程。

“如果你停止了低温气体的注入而形成恒星，那一切就都结束了，”塞尔解释道，他在威斯康星大学麦迪逊分校攻读研究生时就开始了这项研究。 “恒星停止形成，星系迅速演化并可能最终成为一个红色的，死的椭圆星系。然而，这些极端的星爆是相当罕见的，所以他们可能不会成长为典型的位于我们银河系附近的那些巨型椭圆星系。相反的，它们会变得更加致密。“

该小组的研究结果发表在7月11日版的英国皇家天文学会月刊。

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2014/48/full/