凤凰簇是已知的最庞大的星系簇之一。到目前为止,天文学家已经确定了42个成员星系,但在集群中可能有多达1000个。由于其大小和年龄,它应该以年轻星系的剧烈星形形成结束。
但这不是。
恒星形成需要寒冷,密集的气体。热气体抵抗倒塌成恒星的核心,后者成为质体,然后成为主要序列星。旧的星系和簇已经用尽了冷气,或者将其剥去了。
这些称为“淬火”星系。就恒星形成而言,星系可以归类为红色序列,意味着旧的和淬火或蓝色云,这意味着有更多活跃的恒星形成。
凤凰集群的中央星系距离酒店约58亿光年,应该主要由恒星形成完成。许多星系簇在簇内培养基(ICM)中具有热气体。在典型的银河系中,这种气体冷却并进食恒星形成。
但是,观察结果表明,这些星系中的恒星形成速率非常低,并且没有冷气的证据。天文学家将这种差异称为“冷却流问题”,这导致了这个问题:为什么ICM冷却和形成新恒星?
对此的主要答案是来自活性银河核的喷气机正在加热气体并防止其形成恒星。
Phoenix群集的中央星系应主要由恒星形成完成。然而,它具有强烈的明亮核心构成的典型核心。不知何故,凤凰集簇具有一种冷气的来源,它正在加剧恒星的出生。
它以某种方式产生了自己吗?是从年轻的星系中汇入的吗?
在新的研究中,科学家使用JWST探究了集群的心脏。他们之所以这样做,是因为以前对其他望远镜的观察结果表明,核心非常明亮,表明巨大的星星出生。由于这与天文学家认为对这样的群集的了解相矛盾,因此他们的好奇心被激发了。
该研究发表在自然,标题为“直接对凤凰集群中的冷却流进行成像。“首席作者是MIT Kavli天体物理学和太空研究研究所的物理研究生Michael Reefe。

麻省理工学院物理学副教授,这项研究的合着者迈克尔·麦克唐纳(Michael McDonald南极望远镜。
两年后,他们再次使用多个望远镜观察到。他们发现,由于极端的恒星形成,集群中的中央星系意外明亮。研究人员说,与银河系相比,每年可能会形成多达1,000颗恒星,这是一个惊人的数字,根据一些研究,每年的恒星数量少于10颗恒星。
在先前的观察结果中,天文学家在凤凰集簇中发现了一些非常热的气和一些非常冷的气体。他们观察到大约100万度的华氏度的超霍斯气体和极冷气的区域仅测量10 kelvins,或高于绝对零的10度。
热气并不罕见,因为超级质量(SMBHS)可以发出极有能力的喷气机,可以加热气体。当银河系年轻时,其中一些气体会冷却并形成星星。凤凰集群的中央星系也有一些酷气。先前的观察结果表明,介于温暖的气体之间,这很奇怪。凤凰集群中的冷却流问题有答案吗?
研究人员认为,如果凤凰中央星系以某种方式产生了检测到的冷气,那么必须有温暖气体和冷气之间的中间气体。这是JWST进入图片的地方。
JWST具有强大的红外功能,确实找到了一些温暖的气体。这表明簇能够产生恒星形成所需的冷气,因为温气是极端温度之间过渡的证据。
基于霓虹灯排放的新JWST观察结果在凤凰集群中为100,000至1,000,000开Kelvin的温度提供了第一张大型气体图。
他们使用了MIRI上的中分辨率光谱仪,并收集了12小时的红外数据。他们正在寻找霓虹灯在约30万K或540,000 F处发出的特定波长。这表明存在中间温暖气体,这将是冷却的证据。
至关重要的是,霓虹灯与其他特征(如最酷的气体和活性恒星形成的位置)共同空间。这是支持中间气,冷却和恒星形成之间直接联系的证据。
首席作者reefe在一份中说:“这种300,000度的气体就像是一个霓虹灯,在特定的光中发光,我们可以在整个整个视野中看到它的团块和细丝。”新闻稿。 “你可以到处看到它。”
Reefe说:“这是我们第一次对恒星形成中热到冷的阶段的完整图片,这实际上从未在任何星系中观察到。” “到处都有这种中间气的光环,我们可以看到。”
天文学家无法在凤凰集群中看到Telltale温暖的气体这一事实并不意味着它不存在。 JWST使研究人员最好地看待星系,并揭示了以前隐藏的细节。
尽管如此,必须问的问题是凤凰城是否特别。 JWST会在其他星系中找到Telltale温暖的气体吗?
“现在的问题是,为什么这个系统?”添加了合着者麦当劳。 “这个巨大的星爆可能是每个集群在某个时候经历的事情,但是我们只看到它当前在一个集群中发生。另一个可能性是该系统有一些不同的东西,而凤凰城则走下了其他系统的路径不要去。
麦克唐纳说:“凤凰城之前,宇宙中最明星的星系群每年约100颗星,即使那是一个离群值。典型的数字是单个的。” “凤凰确实与其他人口相抵消。”
这使我们陷入了有关旧星系的未解决问题之一。它们应该被淬灭或“红和死”,但并非全部。这种冷气来自哪里?它来自这些星系外面吗?
“问题是:这种冷气来自哪里?”麦当劳说。 “不是给定热气会很冷的,因为可能会有黑洞或超新星反馈。因此,有一些可行的选择,最简单的是,这种冷气被从附近的其他星系中抛入中心。是这种气体以某种方式直接从芯中的热气中冷却。”
[NE VI]排放与活性星形成部位相互交流的事实表明,最近的快速气体冷却,引起了冷却的尖峰。
研究人员说,这种极端冷却我们每年产生20,000个太阳能冷气。这表明银河系能够为恒星形成提供自己的冷气,并且不会来自其他地方。问题是,如何?
结果表明,以某种方式,中央黑洞实际上是在促进冷却气体而不是加热气体。
作者写道:“这些数据提供了在群集核心105开尔文和106 kelvin之间的温度下的大规模气体图,并突出了黑洞反馈不仅在调节冷却,而且促进它的关键作用。”

研究回答了凤凰集群提出的问题的一部分。
“如果短暂的冷却事件在星系集群种群中很常见,为正在进行的AGN反馈提供必要的燃料,那么凤凰为这一至关重要但很少被捕获的独特窗口,以理解理解最庞大的星系中最大的星系的过程宇宙,”作者在结论中写道。
麦当劳说:“我认为我们完全了解正在发生的事情,这是什么产生了所有这些明星。” “我们不明白为什么。但是,这项新作品为观察这些系统开辟了一种新方法,并更好地理解它们。”