天文学家发现早期宇宙中突然死亡的超大质量星系

天文学家发现了一个在早期宇宙中造成麻烦的怪物星系。

当宇宙只有 18 亿年历史时，XMM-2599 星系就已经是一个巨大的东西了。 它也已经像门钉一样死了。

有时之间（138 亿年前）和 120 亿年前，它在恒星形成爆发中膨胀 - 然后完全停止。

“甚至在宇宙诞生 20 亿年前，XMM-2599 就已经形成了超过 3000 亿个太阳的质量，使其成为一个超大质量星系，”物理学家和天文学家本杰明·福雷斯特说加州大学河滨分校。

“更值得注意的是，我们表明，当宇宙年龄不到 10 亿年时，XMM-2599 在一次巨大的疯狂中形成了大部分恒星，然后在宇宙年龄只有 18 亿年时变得不活跃。”

长期以来，天文学家认为早期宇宙中不可能形成巨大的星系。 随着我们技术的进步，以及我们越来越善于观察遥远的时空，这些假设受到了挑战。

事实证明，早期宇宙与巨大的东西，根据我们的宇宙学模型，不应该有时间成长。 数值模型现在可以解释像 XMM-2599 这样的大质量星系。

但是有什么东西这么快就变得这么大，然后突然停止生长？ 这又是一个奇怪的事情。

XMM-2599 并不是第一个。 几年前，天文学家发现了一个巨大的星系，称为ZF-COSMOS-20115它突然爆发出生命，然后在宇宙 17 亿岁的时候突然停止了。 然而，ZF-COSMOS-20115“仅”1700 亿个太阳质量——略高于 XMM-2599 质量的一半。

“在这个时代，很少有星系停止形成恒星，而且没有一个星系像 XMM-2599 这样大，”物理学家兼天文学家吉莉安·威尔逊说加州大学河滨分校。

“像 XMM-2599 这样的超大质量星系的存在本身就对数值模型构成了相当大的挑战。尽管如此巨大的星系在这个时代非常罕见，但模型确实预测了它们。然而，预测的星系预计将积极形成恒星。

“XMM-2599 之所以如此有趣、不寻常和令人惊讶，是因为它不再形成恒星，可能是因为它停止获取燃料或其开始开机。 我们的结果要求改变模型如何关闭早期星系中的恒星形成。”

根据对星系的光谱观测，研究小组能够拼凑出 XMM-2599 的恒星形成历史。 为了变得如此巨大，它必须以每年 1000 个太阳质量的速度形成恒星，持续大约 5 亿年，处于星暴活动的顶峰。

就背景而言，银河系的恒星形成率目前约为每年三到四个太阳质量。

尽管 XMM-2599 的峰值恒星形成率很高，但在其时期并不是独一无二的。 2008年，一个名为EQ J100054+023435的星系被被发现大量生产星星122亿年前，每年的速度超过1000个太阳质量。 然而，与 ZF-COSMOS-20115 一样，它的质量远小于 XMM-2599，质量仅为 100 亿个太阳质量。 它并没有死。

在过去的几年里，模拟软件有了很大的进步，可以解释早期宇宙中极端恒星的形成。 但它还不能产生导致大质量星系死亡的条件——我们在 ZF-COSMOS-20115 和 XMM-2599 中看到的情况。

因此，关于 XMM-2599 还存在很多问号。 它是由一堆其他星系形成的吗？ 是什么把它关掉了？

自从它的光开始穿越宇宙的漫长旅程以来，它在 120 亿年的时间里演变成了什么？ 做到了保持死亡状态？ 是不是又复活了就像银河系一样？ 还是发生了其他事情？

“我们发现 XMM-2599 处于非活动阶段，”威尔逊说。

“我们不知道到了今天它会变成什么。我们知道它不会失去质量。一个有趣的问题是它周围发生了什么。随着时间的推移，它是否会通过引力吸引附近的恒星形成星系并成为一座明亮的城市星系？”

空间，伙计。 真是疯了。

该研究发表于天体物理学杂志通讯。