詹姆斯韦伯望远镜发现了已知最早的淬火星系

詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了已知最早突然停止形成恒星的星系。研究人员于1月26日在arXiv.org上报告称，这个名为GS-9209的星系在125亿多年前停止了恒星形成。那只是在大爆炸之后的十亿多一点。它的存在揭示了关于星系如何在宇宙时间内生存和死亡的新细节。

“这是一个了不起的发现，”马萨诸塞大学阿默斯特分校的天文学家MauroGiavalisco说，他没有参与这项新研究。“我们真的很想知道什么时候条件成熟，可以让淬火成为宇宙中普遍存在的现象。”这项研究表明，至少有一些星系在宇宙年轻时熄灭了。

GS-9209在2000年代初期首次被发现。在过去的几年里，基于地面望远镜的观测根据它发出的光的波长将其确定为一个可能的淬火星系。但地球大气层吸收了可以确认银河系距离的红外线波长，并且它的恒星形成日已经过去，因此无法确定。

因此，天体物理学家亚当·卡纳尔(AdamCarnall)及其同事求助于詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)。天文台对红外线非常敏感，位于地球大气层的封锁线之上(SN：1/24/22)。“这就是JWST存在的原因，”爱丁堡大学的Carnall说。JWST的灵敏度也比早期的望远镜高得多，可以看到更暗、更远的星系。虽然地面上最大的望远镜在观察一个月后可能会看到GS-9209的细节，但“JWST可以在几个小时内找到这些东西。”

利用JWST观测，Carnall及其同事发现，GS-9209的大部分恒星是在2亿年期间形成的，从大爆炸后约6亿年开始。在那短暂的宇宙瞬间，它建造了大约400亿个太阳质量的恒星，与银河系的质量差不多。

Carnall说，这种快速构造表明GS-9209是由大量气体和尘埃云同时坍缩并点燃恒星形成的。“很明显，目前存在的绝大多数恒星都是在这次大爆发中形成的。”

天文学家过去认为这种称为整体坍缩的星系形成模式是大多数星系形成的方式。但这个想法已经失宠，取而代之的是大星系是由许多小星系缓慢合并形成的概念(SN:5/17/21)。

“现在看来，至少对于这个物体来说，整体坍塌就是发生的事情，”卡纳尔说。“这可能是迄今为止发生这种星系演化的最明确证据。”

至于是什么导致星系的恒星形成狂潮突然停止，罪魁祸首似乎是一个活跃的黑洞。JWST的观测发现了与快速旋转的带电氢质量相关的额外红外光发射，这是黑洞吸积的迹象。黑洞似乎高达太阳质量的十亿倍。

Carnall说(SN:3/16/18)，为了在宇宙诞生后不到10亿年的时间内达到这个质量，黑洞在其生命的早期一定会以更快的速度进食。当它狼吞虎咽时，它会在它周围聚集一个由白热气体和尘埃组成的发光圆盘。

“如果所有的辐射都从黑洞中喷出，附近的任何气体都会被加热到难以置信的程度，从而阻止它坠入恒星，”卡纳尔说。

未来望远镜的更多观测，比如计划中的智利超大望远镜，可能有助于弄清有关银河系如何被消灭的更多细节。