就星系而言,银河系并不是很活跃。 每年,它的整个螺旋体中都会产生大约三到四个太阳的新恒星,各个年龄段的恒星都散布在其中。
但还有一些星系更安静?椭圆星系,大多数恒星的形成早已停止。 在这些星系中,没有或很少有恒星比某个年龄更年轻,这表明在某个时刻,大多数恒星的形成突然停止,使得星系在亿万年的时间里,一颗颗恒星慢慢消失。
在这些光滑、几乎毫无特征的星系中,恒星形成究竟是如何关闭的还是一个谜,但天文学家认为这与超大质量星系有关。发现于每个星系的中心。 现在,由日本高等研究研究生大学 SOKENDAI 的 Kei Ito 领导的国际天文学家团队已经回望早期宇宙,以查明情况是否如此。
他们使用世界上一些最强大的望远镜收集了多个光波长的数据,以识别那些光已经穿越时空鸿沟 95 亿到 125 亿年的星系? 古老的星系,比如那些在空间和时间上距离我们较近的椭圆星系,对它们来说,恒星形成正处于被扼杀的边缘。
第一步是使用光学和红外数据来识别正在形成恒星的星系以及那些已经停止恒星形成的星系。
下一步是使用 X 射线和无线电数据来识别超大质量活动。 天文学家认为,正是通过这种机制,恒星形成可能会被淬灭。 当超大质量黑洞活跃时,它会吞噬周围空间的大量物质。 这个过程是一个混乱、暴力的过程,产生统称为“反馈”的东西。
我们都知道黑洞的事件视界之外不会出现任何东西,但黑洞周围的空间却是另一回事。 物质围绕黑洞旋转,就像水绕着排水沟旋转一样; 重力和摩擦力产生强烈的辐射,在整个宇宙中燃烧。
另一种形式的反馈是从黑洞的极地区域喷射喷流。 事件视界之外的物质被认为沿着黑洞的外部磁场加速,以强大的、聚焦的等离子体射流的形式从两极发射,其行进速度达到光速的很大一部分。
最后,活跃的超大质量黑洞产生强风席卷了他们的星系。 所有三种形式的反馈? 辐射、喷射和风? 人们认为可以加热并推走形成婴儿恒星所需的冷分子气体。
距离如此遥远,星系就更难看见。 从我们此时此地的角度来看,它们非常小而且非常微弱。 因此,研究人员必须将星系“堆叠”在一起,以强调射电和 X 射线的光,这是数十亿年前活跃的超大质量黑洞的明显迹象。
但它奏效了; 研究小组发现,在几乎没有恒星形成的星系中,“过量”的X射线和无线电信号太强,无法仅用恒星来解释。 对这个信号的最好解释是一个活跃的超大质量黑洞。 此外,在正在形成恒星的星系中,信号并不那么明显。
研究人员得出结论,这表明活跃的超大质量黑洞很可能在这些神秘、幽灵般的星系的突然死亡中发挥了作用。
他们说,未来的研究可能有助于揭示这一神秘过程的详细物理原理。
该研究发表于天体物理学杂志。
封面图片来源:NASA、ESA 和哈勃遗产团队/STScI/AURA; J.布莱克斯利/华盛顿州立大学。