詹姆斯·韦伯太空望远镜于 2021 年圣诞节发射升空，当时它面临着一系列有趣的问题。当它最终发射时，天文学家已经列出了一大堆目标，需要进行只有强大的红外太空望远镜才能进行的详细观测。
其中一个目标是一个古老的、巨大的星系，它基本上已经死亡，没有形成新的恒星。
研究结果已经出炉，国际天文学家团队知道这个静止星系发生了什么。
星系的成长和演化是天文学的一个重要研究领域。我们是如何从大爆炸到今天，像我们银河系这样的巨大星系充斥着宇宙？天文学家已经了解到超大质量黑洞（超大质量黑洞）位于大质量星系的中心，并以强大的方式塑造了其星系。
超大黑洞创造强大的活动星系核（活动星系核）位于星系核心。当超大质量黑洞将物质吸引向它时，这些物质会聚集在吸积盘中。这些物质被加热到极高的温度，并释放出电磁波谱中的能量，从而形成一个活动星系核，其光芒可以盖过星系的其余部分。
AGN 是强大的物体。根据理论，它们有能力扰乱冷恒星形成气体的供应，并显著减缓其宿主星系的恒星形成率 (SFR)。它们将恒星形成气体的风吹出星系，从而减慢 SFR。天文学家称之为淬火，它经常在被称为静止星系的大质量星系中被观测到。
现在，詹姆斯·韦伯太空望远镜已经观测到一个名为 GS-10578 的古老大质量星系红移 是= 3.064。它的绰号是“巴勃罗星系”，对于宇宙演化的早期阶段来说，它的质量非常大：相当于约 20 亿个太阳质量。
但巴勃罗星系是熄灭的，这意味着它的大部分恒星形成发生在 125 亿至 115 亿年前。许多当地大质量星系都是熄灭的，这有助于推动活动星系核猝灭。
一组科学家在一篇题为“一个快速旋转的星暴后星系被超大质量黑洞反馈所猝灭是= 3”该论文发表于自然天文学，共同主要作者是来自英国剑桥大学卡夫利宇宙学研究所和卡文迪什实验室的 Francesco D'Eugenio。
“我们找到了罪魁祸首。黑洞正在摧毁这个星系，并使其处于休眠状态，通过切断星系形成新恒星所需的‘食物’来源。”
Francesco D'Eugenio，英国剑桥大学 Kavli 宇宙学研究所
“本地巨大、静止的星系就像辉煌但遥远的恒星形成历史 (SFH) 和强大而快速的熄灭的巨大残骸一样矗立着，这种现象在当今是无与伦比的，”作者写道。“詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 让我们首次目睹了这些巨大星系在它们诞生和衰落的遥远时代。”
“根据早期的观测，我们知道这个星系处于淬灭状态：考虑到它的大小，它不会形成很多恒星，我们预计黑洞和恒星形成的终结之间存在联系，”论文共同第一作者、剑桥大学卡夫利宇宙学研究所的弗朗西斯科·德尤金尼奥博士说。“然而，直到韦伯望远镜出现之前，我们还无法对这个星系进行足够详细的研究以证实这种联系，而且我们也不知道这种猝灭状态是暂时的还是永久的。”
“在早期宇宙中，大多数星系都在形成大量恒星，因此在这个时期看到如此巨大的死亡星系是很有趣的，”共同作者、卡夫利宇宙学研究所的罗伯托·马约利诺教授说。“如果它有足够的时间达到如此巨大的尺寸，那么阻止恒星形成的任何过程都可能相对较快地发生。”
巴勃罗星系有时被称为'蓝色金块” 一类被认为只存在于早期宇宙的星系。蓝块质量巨大且极其紧凑，天文学家认为它们是现代静止星系的前身，称为“红块'。
蓝色块状星系正在经历“富含气体的压缩”。这意味着中心爆发出恒星形成，这是由盘不稳定或富含气体的大型合并所驱动的。爆发之后是熄灭，留下一个红色块状星系。
“正如我们将要展示的，GS-10578 已经是一个处于晚期淬灭阶段的红块星系，”作者写道。他们解释说，它正在与几个低质量卫星星系合并，并且“正在经历来自其超大质量黑洞的强大喷发反馈。”
研究人员表示，他们有直接证据表明 AGN 反馈可以抑制早期星系中的恒星形成。之前使用其他望远镜进行的观测表明，星系有快速流出的气体风。这些气体很热，因此更容易被看到，但这并没有提供证据表明超大质量黑洞和 AGN 可以抑制恒星形成。这是因为气体很热，而恒星是由冷而致密的气体形成的。
巴勃罗星系也不例外。它以足够高的速度喷出大量热气体，足以完全逃离星系。超大质量黑洞及其活动星系核正在将气体推出。
但詹姆斯·韦伯太空望远镜在这些新观测中发现了不同之处。它观察到了由冷气体组成的外流风的新成分。冷气体不会发光，但詹姆斯·韦伯太空望远镜非常敏感，可以通过它阻挡背景中遥远星系的光的方式来探测到它。至关重要的是，如果没有冷气体，星系就很难形成恒星，最终会熄灭。
由活动星系核驱动的星风排出的气体量大于形成新恒星所需的气体量。
“我们找到了罪魁祸首，”德尤金尼奥说。“黑洞正在摧毁这个星系，并切断它形成新恒星所需的‘食物’来源，从而使它处于休眠状态。”
这些结果令人兴奋，但作者警告说，这只是一个星系。“GS-10578 代表着一个独特的机会来研究宇宙中质量最大的星系如何变得安静并保持安静，”作者在他们的研究中解释道。
“尽管我们无法从单一目标得出一般性结论，但我们表明 AGN 反馈能够为高速度和高质量负载的中性气体流出提供动力，足以通过移除其冷气体燃料来中断恒星形成。”
还有一些问题尚未解决。其他与巴勃罗星系相似的星系也表明，冷气体的外流风可能是星系淬灭的关键。
作者写道：“这些喷流究竟是如何与活动星系核耦合的，目前尚不清楚。”他们解释说，只有对类似星系进行普查，才能告诉我们，这些恒星形成气体的强烈喷出是否是导致熄灭的关键机制，还是气体喷出只是偶然的。
JWST 还回答了有关熄灭星系的另一个悬而未决的问题。我们的理论模型表明，当星系的恒星形成被熄灭时，这是一个剧烈的事件，会猛烈地破坏星系的形状。巴勃罗星系仍然呈现出平静星系的庄严圆盘形状。它的恒星以均匀、可预测的方式移动。
詹姆斯·韦伯太空望远镜的运行完全符合预期。通过展示古老的宇宙，它解答了天文学、天体物理学和宇宙学中许多长期存在的问题。
“我们知道黑洞对星系产生巨大影响，也许它们会阻止恒星的形成，这是很常见的事，但直到韦伯太空望远镜发现之前，我们还无法直接证实这一点，”马约利诺说。
“这是韦伯在我们研究早期宇宙及其演化能力方面向前迈出的又一大步。”
